HAZAI BRUCHINAE-FAJOK ÉS LEGUMINOSAE- TÁPNÖVÉNYEIK KAPCSOLATA: MAGATARTÁS, ÖKOLÓGIA ÉS EVOLÚCIÓ

I. kötet (Szöveges rész)

Értekezés az MTA Doktora cím elnyerésére

Szentesi Árpád a biológiai tudomány kandidátusa

2007

I Tartalomjegyzék

Előszó III 1 Bevezetés 1 1.1 Célkitűzések 14

2 A tojásrakó hely/tápnövény választásának magatartási aspektusai. [Modell: a babzsizsik (Acanthoscelides obtectus)] 16 2.1 Stimuláló és gátló ingerek jelentősége a tojásrakási hely választásban 17 2.2 Tojásrakási preferencia 24 2.2.1 Egyedi magatartás 25 2.2.2 Populációs válaszok relatív tesztekben 29 2.3 A tanulás szerepe a tojásrakási hely kiválasztásában 38

3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban 46 3.1 A maghéj, az endospermium és természetesen előforduló kémiai anyagok jelentősége a babzsizsik lárva magba-lépésében és túlélésében 46

4 Populáció ökológia 56 4.1 A pre-diszperzális magpredáció hatása a növényi magprodukcióra és túlélésre 56 4.2 Pre-diszperzális magpredátor populáció dinamikai hatása gazdanövényén 58

5 Közösség ökológia 66 5.1 Forrásfelosztás Vicia-fajokon élő magpredátorok között 66 5.2 Táplálkozási hálózat és guild-analízis 75 5.2.1 Az aranyeső (Laburnum anagyroides) alkaloidjainak sorsa a közösségben 76 5.2.2 A Bruchidius villosus – Aphis cytisorum interakciós hálózat vizsgálata az aranyesőn (Laburnum anagyroides) 78 5.2.3 A keskenylevelű bükköny (Vicia tenuifolia) magpredátor guild-összetételének tér-időbeli változása 87

6 Magpredátorok és gazdanövényeik evolúciós kapcsolatai és stratégiái 95 6.1 Leguminosae magvak és bruchida-fajok méretviszonyai: eloszlási mintázatok és evolúciós kérdések 95 6.2 A magpredátorok tápnövény specializációjának evolúciós vonásai 104 6.3 Magpredátor és gazdanövény stratégiák 111

7 Az értekezés eredményeinek összefoglalása 117

Irodalmi hivatkozások 121 Köszönetnyilvánítás 138 Appendix 139 1 Általános módszerek 139 2 A magpredátor-gazdanövény kapcsolat faunisztikai vonatkozásai 141 Fogalmak 154

II Előszó

A Tisztelt Bírálók számára szeretném röviden körvonalazni a témaválasztás hátterét. Könnyű lenne azt állítani, hogy mivel hosszú éveken át az értekezés címében megjelölt és ehhez hasonló témákkal foglalkoztam, a választás kézenfekvő volt. Korántsem ez a helyzet. Az 1970-es évek végére nyilvánvalóvá vált, hogy az akkori témám, a genetikai védekezés további kutatása nem folytatható gazdasági és egyéb megfontolások alapján. Az erősen gyakorlati növényvédelmi jellegű genetikai védekezési téma kísérleti alanya a babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) volt, amelyről jelentős ismeretanyagom gyűlt össze. Tekintettel arra, hogy a korábbi téma sem nélkülözhette a tápnövény választásra vonatkozó ismereteket, az említett tárgykörrel párhuzamosan (a nevezett és más rovarfajokon), a Jermy Tibor által kialakított koncepció (lásd a 2. fejezetet) vonalába kapcsolódva végeztem vizsgálatokat. A sok más jellegű vizsgálódás ellenére is, mely egyéb rovarfajok bevonásával zajlott, a magfogyasztó szervezetek iránti érdeklődésem megmaradt. Az 1980-as években, néhány pillangósvirágú növényi minta begyűjtésével egy egészen új világ tárult fel számunkra a maga érdekességeivel és problémáival. Határozott szándék még nem fogalmazódott meg, más feladataink mellett pusztán gyűjtögettük a mintákat, amíg egyszerre másként kezdtünk tekinteni az egész kérdéskörre. Ekkorra hirtelen fontos faunisztikai, taxonómiai, ökológiai és evolúciós kérdések fogalmazódtak meg, amelyek megválaszolására nagyon alkalmasaknak látszottak a Leguminosae-ban élő magfogyasztó rovarok és az akkor már rendelkezésre álló tetemes mintamennyiség. Egy-egy alkalomtól eltekintve, az összes ilyen jellegű munkát anyagi támogatás nélkül, más témákból lecsípett pénzek, más célra beszerzett eszközök stb. felhasználásával végeztük majd két évtizeden keresztül.

Az értekezés kb. 50 %-ban még nem publikált (bár leadásra alkalmas kézirat formájában elkészített) anyagot tartalmaz. Két célom volt ezzel: (1) elkerülni a doktori védéseken felmerülő és jogos opponensi megjegyzést, mely szerint a dolgozat már publikált, ennélfogva szakmai szűrőn átment, cikkek fordítása, ami unalmassá teheti; (2) véleményem szerint, a nem publikált anyagok beépítése „kerekebbé” tette a teljes tárgykört, és nem utolsó sorban kellő mennyiségű „muníciót” szolgáltat a bírálathoz. Ugyanakkor, nem minden anyag kerül azonos részletességgel ismertetésre. Azok, melyek jelentősége kisebb, de szervesen kapcsolódnak más vizsgálatokhoz, ill. nagyobb lélegzetű témákhoz alapot szolgáltatnak, rövidebben kerülnek kifejtésre, még ha publikált anyagok is. Ilyenek pl. a magnézium szulfát tojásrakást stimuláló hatása (2.2.2 rész), vagy a kinolizidin alkaloidok jelentősége (5.2.1 rész).

A dolgozatban szándékosan váltogatom az egyes és többes szám első személyű elbeszélést, az adott téma egy- vagy több résztvevős jellege szerint. A következő gyakori rövidítéseket használom: pre- és poszt-diszperziós magpredátor (= pre-DMP, poszt-), magpredátor (= MP), preferencia-performancia (= P/P), Bruchus (= Bu.), Bruchidius (= Bi.). A Bruchidae családnév eltorzított/elmagyarosított szakzsargonja az értekezésben a „bruchida(ák)”. Következetesen a „Leguminosae-faj(ok)” kifejezést használom a magyar „pillangósvirágúak” helyett. Ennek oka az, hogy a kloroplasztisz analízisekben a család monofiletikusnak bizonyult és 3 alcsaládra tagolódik: Ceasalpinioideae, Mimosoideae és Papilionoideae. A magyar növényhatározó kézikönyvek ezeket még család-szintűnek tekintik. A „pillangósvirágú” név tehát akár család, akár alcsalád-szinten csak egyetlen csoportot jelöl. Ugyanakkor, bár a Leguminosae elfogadott alternatívja a Fabaceae-nek, az utóbbi – itt nem részletezve – 3-féle módon használatos, ezért a Leguminosae használata biztonságosabb (Lewis et al. 2005). Az általános és közös módszertani részletek leírását, valamint a növény- és rovarfajok leíróinak a neveit, helymegtakarítás céljából, az Appendix és az App-1 és -2 táblázatok tartalmazzák.

III „Nothing in biology makes sense except in the light of evolution.” Theodosius G. Dobzhansky

1 Bevezetés

Michael Crawley, aki sokak számára ismert a „Növényökológia” és „GLM-analízis” című könyveiről, valamint a növény-herbivor kapcsolat területén írt munkáiról, a „Magpredátorok és növényi populáció dinamika” c. tanulmányát (1992) ezzel népi mondókával kezdi:

„One for the rook, One for the crow, One for the pigeon, And one to grow.”

Azaz, minden négy elvetett magból három a magfogyasztók martaléka lesz. Természetesen ezek nem a jelen értekezésben tárgyalásra kerülő magpredátorok, de a lényeget a vers jól kifejezi. A növényi magprodukció jelentős részét pre- és poszt-DMP szervezetek fogyasztják el, és a jelzett arány egyáltalán nem szokatlan. A „magpredátor” (MP) kifejezés csaknem oximoron-jellegű szóösszetétel, melyben egy ivaros szaporító elem és az ökológiai értelemben vett ragadozó funkció egyesül, azt a jelentést kölcsönözve, hogy a magpredátor „megfogja” (megöli) és elfogyasztja a magot. Csakhogy, szemben a valódi ragadozókkal, az értekezésben tárgyalásra kerülő magpredátor csoport hatása, mely kizárólag rovarfajokat foglal magában, késleltetett, mert a rovar fejlődése során fokozatosan pusztul el a mag. Valódi magpredátoroknak talán csak egyes rágcsáló-fajok minősülhetnek.

A magvak „sűrített” tápanyagnak tekinthetők, ezért rendkívül sok élőlény specializálódott fogyasztásukra, mások alkalmilag veszik igénybe ezt a forrást. Meglepő módon, a szél és egy diszperziós szervezet (pl. madár, amely el is fogyasztja adott hányadukat) által terjesztett magvak kalóriaértéke tömegegységre számítva azonos, de az utóbbiak 10 – 1000-szer több energiát tartalmaznak méretükből adódóan (vander Wall 2001), ezért fontos táplálékká válnak.

Különbséget kell tenni pre- és poszt-DMP szervezetek között. (Az értekezés kizárólag a pre- DMP rovarokkal foglalkozik.) Az első csoport az érett magvak elszóródása, azoknak az anyanövény tápláló szöveteiről való leválása előtt tevékenykedik. A tapasztalatok alapján tápnövény-specialista fajok, melyek elsősorban a Coleoptera, Lepidoptera, Heteroptera, Hymenoptera és Diptera rovarrendeket képviselik, de előfordulnak a madarak között is (pl. Loxia-fajok). A Coleoptera renden belül a Chrysomelidae és Curculionidae családokra jellemzőek. A pre-DMP-k teljes fejlődése vagy annak nagyobb része egy vagy több magban (vagy termésben) zajlik.

A poszt-DMP fajok a magvakat az anyanövényről való elválásuk után keresik meg, testméretre nézve is rendszerint jelentősen nagyobbak, több (sok) növényfaj magját fogyasztják. Főbb képviselőik rágcsálók (a Dipodidae, Gliridae, Muridae és Sciuridae családokban), madár- (különféle magevők, Nucifraga-, Garrulus-fajok stb.) és maggyűjtő hangyafajok (Solenopsis, Pheidole, Veromessor stb.). Jelentőségük a boreális és arid élőhelyeken nagyobb. Egy sor további gerinctelen és gerinces faj említhető, mely virágot, termést és magvakat eszik több-

1 1 Bevezetés kevesebb rendszerességgel, esetleg kvázi-magpredátornak nevezhető, mert a termés és a magvak elfogyasztása mellett azokat terjeszti is ürülékével, ui. általában nem az összes mag pusztul el emésztő rendszerében (pl. nagytestű herbivorok).

A herbivoria hatásának vizsgálata a mai megközelítésben figyelembe veszi a növények ráfordítás/megtérülés egyenlegeit valamely tulajdonság vagy szerv fenntartásában. A mag koncentrált élelem a magpredátor, és rátermettséget mérő egység a növény szempontjából. Számtalan csereviszony általi kényszer (herbivor nyomás, tápanyag elérhetőség, kon- és allospecifikus verseny, szezonális hatások stb.) határozza meg növény allokációs lehetőségeit. Ha pre-DMP-k hatása alatt áll, akkor a fejlődő termésnek, amennyiben a magszóródás már megtörtént, magának a magnak kell azokkal a tulajdonságokkal rendelkeznie, amelyek a poszt- DMP-k hatását csökkenthetik. A magvak, mint táplálékforrás, elérhetősége is jelentősen változik térben és időben. Alapvető eltérés a két csoport számára, hogy míg a pre-DMP-k koncentráltan, a poszt-DMP-k diszpergált állapotában juthatnak a magvakhoz. Emiatt a keresési módok is eltérnek.

Általános vélemény, hogy – legalább is a poszt-DMP-k körében (Brown et al. 1986) – a forrásverseny jelentősebb strukturáló erő a guildek és közösség szerveződésében, mint más herbivor csoportokban. Ugyanez nem feltétlenül áll a pre-DMP szervezetekre, mely mögött nagymértékű specializációjuk lehet az egyik tényező. Janzen (1974) a costa ricai lombhullató erdőségekben 300 növényfajról gyűjtött mintából 66 magpredátor fajt nevelt, melyek 90 %-a egyetlen gazdanövényben élt.

A magpredációt, Crawley (1992) szerint legalább négy sajátosság különíti el a herbivoria egyéb formáitól: (a) táplálék minősége magasabb, mint más növényi szöveteké (ez akár a heterotrof C:N arány közelébe is juthat), (b) a táplálék diszkrét csomagok (magvak) formájában elérhető, melyek mérete kritikus tényező lehet a magpredátor fejlődése szempontjából, (c) a magvak csak egy rövid ideig érhetők el az anyanövényen és ugyanannak a fogyasztó csoportnak már többé nem, a magszóródást követően, (d) a magtermés nehezen, vagy nem prediktálható, és jellegzetes „pulzáló” forrásnak tekinthető (Ostfeld & Keesing 2000), nem csak egy éven belül, hanem évek között is (lásd még „masting”).

A termés és magprodukcióban tapasztalható nagyságrendi változások eltérő módon érintik a különféle stratégiákat követő növényfajokat és a magpredátorokat egyaránt. Csak két fontos tényezőt említve: a sztolonizációs képesség és a magbank képzése. A rövid élettartamú évelők gyakran sztolonizációra képesek, az évenként jelentkező és elpusztuló rametjeiknek csak egy része hoz termést és nem képeznek magbankot. Ezzel szemben a szemelpár, egynyári fajok nem sztolonizálnak és hosszú vagy rövid tartamú magbankot képeznek (Leck et al. 1989, Rice 1989). Mindkettő a kockázat szétosztás sajátos formája. A magbankra gyakorolt poszt-DMP hatás nagy jelentőségű lehet az utóbbiak esetében, ahol a mag a generációkat összekötő kapocs (Harper 1977).

Az értekezés mondanivalóit öt fejezet tárgyalja tudományterületi beosztásban. Valamennyi téma a pre-DMP fajok és tápnövényeik kapcsolatával foglalkozik más-más szemszögből. A táp- és nem-tápnövényeken mutatott tojásrakással összefüggő magatartás (vonzódás, visszautasítás, választási képesség és egyszerű tanulási formák) vizsgálata képviseli az etológiát (2. fejezet). A táp- és nem tápnövényeken mutatott fejlődés (tojás és lárva mortalitás, imágó kelés) képezi az ökofiziológiai részt (3. fejezet) és átvezeti a tárgyalást az egyediről a populációs szintre. A tápnövény és pre-DMP kölcsönhatás a populáció ökológia szintjén a közös tápnövény használatából eredő forrásverseny lehetőségét, valamint a tápnövény populáció dinamikájára

2 1 Bevezetés gyakorolt hatás valószínűségét vizsgálja (4. fejezet). Mivel a tanulmányozott tápnövény-csoport (Leguminosae) jelentős méretű pre-DMP közösséget tart el, felvetődik, hogy miként szerveződnek hasonló táplálkozási szokásokkal jellemezhető pre-DMP fajok együtt-előforduló csoportokká, valamint milyen táplálkozás hálózati kölcsönhatások tapasztalhatók (5. fejezet). Végezetül, a tápnövény fogyasztási viszonyok ismerete önmagát kínálja evolúciós szemléletű analízisekhez (6. fejezet), mely szemlélet azonban – a mottó szellemiségének megfelelve – remélhetően nem csak ebben a fejezetben tűnik szembe. A soron következő áttekintések a körvonalazott témák pusztán átfogó jellegű irodalmi előzményeivel ismertetik meg a bátor olvasót, mert rövid, esetleg részletekben gazdagabb bevezetések minden vizsgált kérdés előtt találhatók.

Etológia Kevéssé ismert és főként elismert tény, hogy a magyar etológia gyökerei, a kísérletes rovartani kutatások területére vezetnek és Jermy Tibor munkásságának korai szakaszára nyúlnak vissza. Mivel ezek a munkák növényevő rovarok tanulmányozásával készültek, a sokkal bonyolultabb viselkedési programokat és az általánosítás magasabb szintjét kínáló, gerinces fajokon végzett kutatások könnyen elfeledtetik, annak ellenére, hogy korán felhívta e tudományterület jelentőségére a figyelmet (Jermy 1971). Mai szemmel nézve Jermy oeuvre-je szűk területet, a növényevő rovarok táplálkozási specializációjával összefüggő etológiát és a viselkedés kísérletes kutatását foglalta magában. A rovarok, a magasabb rendű szervezetekkel összevetve – minden egyszerűségük ellenére – azonban jelentős kutatási problémákat és lehetőségeket jelentettek és jelentenek még ma is.

Az akkor népgazdasági problémaként megjelenő burgonyabogárral kapcsolatos kutatások bőven adtak alkalmat etológiai kérdések tisztázására. Az alapvető célkitűzés hatásos védekezési eljárás kidolgozása volt. Mivel a vegyszerek alkalmazása egyre szélesebb körűvé vált, kézenfekvő lett olyan támadási pontok keresése, amelyek érzékenységük okán alternatívák vagy kiegészítő jelentőségűek lehettek a védekezésben. Egy ilyen megközelítéshez az első feltétel a bogarak viselkedésének megfelelő ismerete volt. A keszthelyi laboratóriumban végzett alapvető vizsgálatok eredménye a „burgonyabogár könyv” (Jermy & Sáringer 1955), melyben jelentős részt kapnak a tápnövénnyel kapcsolatos etológiai megfigyelések. Az egyik fontos kérdés a tápnövény kör felderítése volt, azonban az a tény, hogy a bogár a felkínált Solanaceae-fajok nem mindegyikét kedvelte egyformán, továbbá az elfogyasztott fajok különböző túlélési esélyt jelentettek számára, a természetes növényi rezisztencia-faktorok, a növényi kémiai anyagok felé terelte a kutatásokat. Ezt az irányvonalat akkor Langenbuch (1952) és Jan de Wilde (Wilde et al. 1960) képviselték. Tágabb értelemben azonban Vincent Dethier-nek, aki később rovaretológiai könyvet is írt, a Lepidoptera lárvák ízleléséről és szaglásáról készült cikke (1937) és nevezetes könyve a vonzó és taszító növényi anyagokról (1947), valamint későbbi publikációi befolyásolták Jermy munkásságát. A megfigyelések és az experimentális etológiai kutatások első eredményeinek egyike a fitofág rovarok fényirány alapú tájékozódásáról írt cikk lett (Jermy 1961a), egy irányításával dolgozó munkatársának közleménye (Balázs 1954) pedig a rovarok táplálék választásának finomabb mechanizmusába engedett bepillantást. A nagy kérdések eldöntéséhez, például, hogy milyen tényezők határozzák meg a rovarok táplálékválasztását, azonban még jelentős harcot kellett vívni az akkor már kialakulóban lévő elméletekkel, amelyek a stimuláló, a növényből származó pozitív ingerek primátusát hangsúlyozták (Thorsteinson 1955). A fiatal burgonyabogarak növényekre mutatott vizuális és olfaktorikus orientációja és más viselkedési megfigyelések irányították a figyelmet az ízlelésre és azon belül is, a tápnövény-

3 1 Bevezetés választást meghatározó negatív ingerek jelentőségére (Jermy 1957, 1958, 1961b, c, 1966), amely mára széles körben elfogadottá vált (Bernays & Chapman 1994).

A lényege – a fagostimuláns elmélettel szemben – az, hogy a szűk tápnövény körű herbivor rovarok [konzervatív becslés alapján a rovarfajok >70 %-át ezek alkotják (Strong et al. 1984)] igen érzékenyek gátló anyagokra, amelyek természetesen fordulnak elő növényekben. Míg a táplálkozást stimuláló anyagok általánosan jelen vannak minden növényben, addig a gátló jellegű vegyületek a másodlagos növényi anyagcsere termékei. Egyszerű, un. szendvics-teszttel (Jermy 1958) bizonyítható, hogy ez a gátlás még a tápnövény jelenlétében is hatásos és fundamentális tényezője a tápnövény kör kialakulásának. A mai felfogás a táplálék specializáció folyamatáról kifinomultabb abban a tekintetben, amennyit a modern elektrofiziológiai receptor- kutatások és a központi idegrendszer szerepének vizsgálata hozzá tudtak tenni. E szerint (Schoonhoven et al. 1998), az „egyensúlyi hipotézis” értelmében, a különböző mértékben specializált herbivor rovart más-más mértékben érintik a gátló anyagok és a stimuláló vegyületek. A polifág (több növénycsalád fajain táplálkozó) fajokra, elsősorban a stimuláló anyagok vannak hatással, a gátló (deterrens) vegyületek csak akkor, ha kivételesen erős hatásúak és, ha nagyobb koncentrációban fordulnak elő. Az oligofág (egy növénycsalád fajain táplálkozó) és monofág (egyetlen növényfajon táplálkozó) fajok számára a legtöbb, más növényben előforduló anyag gátló jellegű. Az ilyen anyagok hatását a saját tápnövény faj pozitív ingerei sem képesek ellensúlyozni. Ez az aszimmetria nem csak a receptorok specializációjában, hanem a stimuláló és gátló anyagok mennyiségi viszonyait illetően is alapvető állapot. A táplálkozás specializáció összefüggéseinek megértése adott lehetőséget a rovar-növény kapcsolat evolúciós kérdéseinek felvetésére is (Jermy 1976, 1984, 1993).

A táplálkozás specializáció okairól kialakult általános kép az 1950-es években még nem foglalta magában a tojásrakási magatartást, bár sejteni lehetett, hogy ugyanazon folyamat különböző szinteken való megjelenéséről van szó, melyeket azonos elvek irányítanak. E véleménynek Jermy korán (1965) hangot adott és ezzel egy perspektivikus területet is kijelölt. A tápnövény kiválasztása alapvetően magatartási folyamat. A nem tápnövénnyel való kontakt érzékszervi találkozás gátlást és elkerülést eredményez. Ennek körében egy sor különböző magatartási válasz figyelhető meg. Ugyanezek kiválthatók mesterségesen, táplálkozást gátló anyagoknak a tápnövényen való alkalmazásával is, és dózis-függő módon részletesen vizsgálhatók.

A táplálkozási specializáció magatartás-szintű vizsgálatának egy másik jelentős vonulata a rovar idegrendszer plasztikusságának tanulmányozása volt, amely egy ma már klasszikusnak számító cikk megjelenésével kapta kezdetét (Jermy et al. 1968). Ebben a munkában került első alkalommal részletes leírásra egy meglehetősen bonyolult magatartás, az indukált preferencia, mely az egyébként kevéssé plasztikusnak vélt rovar idegrendszer meglepő alkalmazkodási képességét mutatta meg, és egyúttal megnyitotta a kaput a növényevő rovarok kontextus-függő tanulási vizsgálata előtt. Az indukált preferencia háttér mechanizmusának pontos mibenléte ma sem ismert, de jelentős szerepe volt hasonló, vagy hozzá kapcsolódó kutatási témák kezdeményezésében. Az ilyen jellegű közlemények száma az 1970-es évek közepétől számottevő növekedést mutat. A cikkek a tanulási folyamatok egyszerűbb és bonyolultabb változataival foglalkoztak, melyek egy részében magam is részt vettem. Jermy Tibor vezetésével és Elizabeth A. Bernays közreműködésével a habituáció jelenségével foglalkoztunk (Jermy et al. 1982, 1987, Szentesi & Bernays 1984). Kitűnt, hogy polifág fajok „jobban” tanulnak, vagy más kifejezéssel élve, a korábbi tapasztalat jelentősebben befolyásolja a későbbi magatartásukat. Indokoltnak látszott összefoglalni a tapasztalatainkat is, mely review formájában jelent meg (Szentesi & Jermy 1990) és 91 idézetet kapott a mai napig.

4 1 Bevezetés

A rovar idegrendszer plasztikusságát bizonyító korai kísérletek (Thorpe 1939, Thorpe & Jones 1937) nyilvánvalóvá tették, hogy adott ökológiai kontextusban a tanulási folyamatoknak nagy jelentősége lehet. Dethier munkássága mérföldkövet jelentett ezen a területen az érzékszervi elektrofiziológiai vizsgálatok és a magatartás megfigyelésének bevezetésével. A központi izgalmi állapot és az azzal összefüggő kereső magatartás leírása az általa vizsgált légyfaj- modellen (Dethier et al. 1965, Dethier 1976) nagyban hozzájárult hasonló folyamatok kutatásához a növényevő rovarok esetében is. Az 1970-es évek végétől több, más taxonokban már ismert tanulási forma jelenlétét sikerült kimutatni a növényevő rovarok körében is, amivel nyilvánvaló vált, hogy az a korábbi nézet, mely szerint ezek az élőlények pusztán genetikai programok alapján működő mechanizmusok, tarthatatlan. Természetesen változatlanul igaz, hogy jelentős korlátok állnak a rovarok tanulási képességei előtt: az agyméret, vagy egyes stimulusok asszociálhatóságának korlátozott lehetősége. Bizonyos, hogy Moore (2004) áttekintő cikkében említett 100 különböző tanulási forma túlnyomó százaléka nem vizsgálható a rovarokon.

Tekintettel arra, hogy a 2. fejezet tárgyköre a tojásrakásra irányul, célszerű néhány olyan eset áttekintése, melyben a tanulás a meghatározó. Ezek elsősorban a szenzitizáció és asszociatív tanulási forma körébe esnek és jóval kevesebb az indukált tojásrakási preferencia. Az utóbbi egy olyan magatartási állapotot jelöl, amely során tartós kötődés alakul ki egy gazdanövény iránt, még ha az nem a legalkalmasabb is az utódok számára (Jermy 1987). Keletkezésekor, a bábból éppen kikelt vagy csak pár napos rovar, a tápnövényről vagy a tápnövényei között nem rendszeres jelleggel jelen lévő növényekről szerez maradandó kémiai vagy más információkat, melyek beszűkítik az állat preferencia-körét. Ez a beszűkülés azt eredményezi, hogy a tojásokat majdnem kizárólag arra a növényre rakja, amellyel kontaktusba került és ignorál másokat. A tanult tojásrakási preferenciát összefüggésbe hozzák egy felől a Corbet-féle „chemical legacy” hipotézissel, valamint az un. Hopkins-féle gazdaválasztási elvvel. Mindkettő a korai imaginális kondicionálás része lehet, jelentőségük azonban nagyon eltérő. Az előbbi (Corbet 1985) fontos tényező, elsősorban a Hymenoptera parazitoidok körében és arra utal, hogy a bábból kibújó imágó elkerülhetetlenül érintkezik a gazda maradványaiból származó kémiai ingerekkel (elsősorban a kokon tartalmazza) és ezek az információk majd segítik a gazda megtalálásban. Ugyanez már korántsem igaz a másik elméletre, melynek lényege, hogy a lárvakorban fogyasztott táplálék meghatározza a tojásrakó nőstény gazdaválasztását. Bár ezt a jelenséget kísérletek tucatjaiban vizsgálták, ez ideig nem sikerült bizonyítani (Barron 2001). Nemrégiben ugyanakkor Hora et al. (2005) kimutatott egy Yponomeuta faj esetében egy, az elméletnek megfelelő gyenge hatást.

Az említett másik tanulási formát, a nem-asszociatív szenzitizációt a Dethier-féle központi izgalmi állapot magatartás-szintű megjelenésével azonosnak tartják a rovarok esetében (Papaj & Prokopy 1989, Szentesi és Jermy 1990). Kevés jól dokumentált példa áll rendelkezésre, amely, a szenzitizációval magyarázza az eredményeket [pl. Traynier (1979), Thibout et al. (1985), Takasu & Lewis (2003)]. Ennek oka lehet az is, hogy mivel ez a tanulási forma nem tartós, vagy „eltűnik”, vagy időben továbbhalad megerősítések folytán az asszociatív-tanulás irányába, mert a kísérletekben olyan hosszú expozíciós időket alkalmaznak, amelyek a tojásrakást is magukban foglalják, ezért a szenzitizációs szakasz felderítetlen marad.

A tanulás adaptív jellege fontos, de ellentmondásos téma. Nem csak önmagában, hanem azokban a kontextusokban, ahol a tanulásnak jelentős szerepe van, vagy lehetősége áll fenn. Ez a terület az optimalizáció, amely elsősorban a táplálék-keresés (tojásrakás) dinamikus modelljeiben veszi figyelembe a predátor/herbivor ez irányú képességét. Az 1980-as években reneszánszukat élő optimális táplálékszerzési modellek (Stephens & Krebs 1986) túlnyomóan gerincesek

5 1 Bevezetés viselkedésével foglalkoztak. Általában a gerinctelenekre, de különösen a növényevő rovarokra vonatkozó esettanulmányok szembetűnően hiányoznak. Ez érthető abból a szempontból, hogy a nem túlságosan plasztikus idegrendszerű szervezetektől nem várhattak jelentős inspirációkat az elmélet fejlesztését illetően. A növényevő rovarokra vonatkozó optimális táplálékkeresési modelleket ezért az optimális tojásrakás modellek (pl. Jaenike 1978) helyettesítették, melyek meglehetősen mechanisztikus megközelítést alkalmaztak. A modellek hátteréül szolgáló elméletek nem csak, hogy a tanulást nem vették figyelembe, de jelentős problémákkal küszködtek azon látványosan nem adaptív jelenségek értelmezésekor, mint amilyen a nőstény rovarok gyakran hibás tojásrakási hely választása, melynek következménye az utódok pusztulása volt. Felvetődött, hogy miként helyezhető el ez a magatartás az optimális táplálékszerzés elméletében, amely feltételezi, hogy a nőstény a lárvafejlődésre lehető legalkalmasabb szubsztrátum kiválasztásával az utódok rátermettségét maximalizálja, ezért tekintik adaptívnak. Eközben olyan trade-off(ok) lehetséges(ek), mint pl. a nőstény által lerakott tojások számának csökkenése, a nőstény élettartam-csökkenése, fokozott predációs veszélynek kitettség a jobb minőségű táplálék keresésekor, jövőbeli reprodukciós esély csökkenése stb. (Björkman et al. 1997). A döntésben/választásban egy sor rátermettségi komponens vesz részt, ill. kerülhet hatás alá, amely közvetlenül a szülő egyedet érinti, de természetesen kihatással van az utódokra is. Pontosabban, a szülő rátermettségét másként, mint az utódok száma, túlélése és reprodukciója, nem is mérhetjük. Ezekre a mérésekre azonban jellemzően nem kerül sor, a korrelációk csak a tojásrakó nőstény és az utódok produkciója között kerülnek megállapításra. Tehát a tápnövény választás rátermettség megtérülésen alapul és a nőstény élettartama és a lárvális táplálékkör szélessége között negatív korreláció jelentkezik (Jervis et al. 2007).

Az optimális tojásrakási modellek nem teljesítik azt a kitételt, hogy a tojásrakó nőstény saját optimális táplálék választását is figyelembe vegyék, mert a megfeleltetést két generáció között keresik. Emiatt nem is tekintik őket optimális táplálékszerzési modelleknek. Kivéve akkor, ha egy adott rovarfaj nősténye nem csak tojást rak, hanem táplálkozásához optimális tápnövényt választ, azon táplálkozik, de az nem szükségszerű, hogy erre le is rakja a tojásokat! Ez természetesen szülő-utód konfliktust eredményez, mindazonáltal ez történik a Liriomyza trifolii vagy a Chromatomyia nigra légyfajok esetében (Scheirs et al. 2000, 2004). Egyáltalán nem szükségszerű tehát, hogy a nőstény az optimális táplálékot az utód számára biztosítsa, de megtörténik, hogy önmaga számára igen, ami látszólag jelentősen csökkenti a saját rátermettségét. Ez a szituáció új (az említett szerzők munkáján kívül más nem ismert) és jelentősen eltérő véleményeket indukált. Mayhew (2001) az „optimális rossz anyaság” jelzővel illeti cikkében és kiemeli, hogy az imágó preferencia fenotipikus variációja jól korrelál az imágó performanciával, de gyengén az utódéval. Hogy az adult rátermettség mégsem csökken, feltételezik, hogy a teljes élettartamra vonatkozó jó és rossz választások kiegyenlítik egymást. Képzeljük el, hogy egy herbivor rovar egy növénycsalád több tagjára képes tojást rakni és ezek a fajok mind tojásrakás, mind a lárvák táplálékaként jelentősen eltérnek egymástól, sőt belép a harmadik faktor is, amely szerint az adult rovar táplálkozni is képes egyik-másik fajon, de ez a preferencia nem szükségszerűen egyezik a maximális lárvális performanciát biztosító fajokkal. Abban az esetben, ha a nőstény rovar a tojásrakási és táplálkozási preferenciát gyakorolja, de nem exkluzivitással, azaz minden növényre rak különböző számú tojást, de csak kevés számú fajon táplálkozik, akkor a szülő rátermettsége az egyes növényeken mutatott utódrátermettség összege lesz, melynek elemei egyenként az erősen negatív és erősen pozitív szélsőségek között mozoghatnak. A nősténynek, a saját táplálkozás jóvoltából, még arra is esélye lehet, hogy az élettartama hosszabb legyen és egy újabb tojáskészlet megérése után ismételt szaporodásba és tápnövény választásba kezdjen. Az így keletkezett modell már optimális táplálék szerzésnek nevezhető, ellenben egyáltalán nem képes feloldani a már említett problémát, azaz a tojásrakó nőstény hibás döntéseit. A konfliktus oka többféle lehet, a legvalószínűbbnek az látszik (Jermy,

6 1 Bevezetés szóbeli közlés), hogy a magatartás azért nem adaptív, mert egyszerűen a rovar idegrendszeri kényszerek következtében csekély genetikai variabilitással rendelkezik.

A fentiek optimális táplálékszerzési elméletbe építése érthető, bár ennek érvényessége valószínűleg korlátozott. Igen sok olyan rovarfaj található (pl. a magfogyasztó bogarak túlnyomó része), melyek nem táplálkoznak adult korban, tehát az utódokról való gondoskodás, a megfelelő tápnövény kiválasztása megmarad az optimális tojásrakás szintjén. Nehéz adult rátermettséget maximalizáló magatartást találni. Hasonlóan alkalmazhatatlan abban az esetben, ha a rovar szűken oligofág, mint az említett csoport, vagyis a herbivor rovarok túlnyomó százaléka. A modell érvényességéhez legalább is az szükséges, hogy a nőstény preferenciával rendelkezzék, az élettartama elég hosszú legyen az egyes tápnövények megtalálásához. Ugyanakkor olyan módosító faktorokat, mint a tanulás bizonyos fajtáinak (pl. korai adult kondicionálás) hatását nem vették figyelembe. Erre példa Egas & Sabelis (2001) és Egas et al. (2003) munkái, akik ugyan – a véleményem szerint teljesen hibás – „adaptív tanulás” jelzőt használták cikkeikben, mégis az előbb leírtakra vonatkozó eredményről számoltak be. Hibásnak azért tekintem, mert az „adaptív” nem lehet állandó jelzője egyetlen tanulási formának sem, még akkor sem, ha adaptív jellege egy adott ingerhelyzetben ténylegesen bizonyított is, mert lehetséges, hogy egy más helyzetben nem bizonyul annak. Ugyanakkor az eredményeik azt mutatják, hogy az adott táplálékkal kapcsolatban szerezett tapasztalatok befolyásolják a további választást. A kísérletekben használt takácsatka, a Tetranychus urticae, nőstényei egyre nagyobb hatékonysággal használtak egy tápnövényt, fokozatosan növelték a tojásrakást és a lárvális performancia is javult. Vagyis ez a sok tápnövényű atkafaj adaptálódott az adott növényfajhoz, de ebben jelentős szerep jutott az asszociatív tanulásnak.

Egyszersmind több szerző (pl. Wiklund 1975, Jermy & Szentesi 1978) azt is megállapítja, hogy a nőstények tojásrakásakor választott növények/szubsztrátumok köre egy adott szituációban általában szűkebb, mint az a kör, amelyen a lárvák túlélni képesek. Ez a leírtak ellenében tett állítás, melynek hátterében igen változó körülmények lehetnek. Pl. ha egy kísérletben lényeges különbségek vannak a felkínált tojásrakási szubsztrátumok között, a nőstény rovar ignorálja a nem kedvelteket és csak a legalkalmasabbat használja. Amennyiben nincs lényeges hierarchia a szubsztrátumok között, többre is rakhat tojásokat. Az ingerhelyzettől függően tehát akár csökkentheti is a kockázatot, ami az alkalmatlan tápnövények miatt a lárvákat sújthatná. Más esetben pedig úgy látszik, mintha ezt növelné, vagy ténylegesen téves döntésekre kerül sor, ami akár az információ feldolgozás idegrendszeri korlátaira (Bernays 2001), vagy még inkább a differenciáló magatartás genetikai variabilitásának hiányára utal.

Anyai preferencia-lárvális performancia A nőstény preferencia-lárva performancia összefüggésben az utóbbi arra utal, hogy a lárva milyen mértékben képes túlélni egy olyan növényen, amelyre a nőstény rovar a tojásait lerakta. A viszony feltételezi, hogy a nőstény rovar képes optimálisan választani annak érdekében, hogy maximalizálja a saját és utódai fitniszét (Thompson 1988a, Mayhew 1997 és további irodalmak ezekben). Így pozitív korrelációt várhatunk az anyai preferencia (a legalkalmasabb táplálék kiválasztása az utód számára) és az utód performanciája (általában a kikelő adultok száma) között. Az adatok azonban ellentmondásosak. Több tanulmány talált pozitív (Via 1986, Craig et al. 1989, Barker & Maczka 1996, Ohgushi 1995 és mások) és még több kapott negatív összefüggést (lásd a hivatkozásokat Courtney & Kibota 1990 munkájában). Vagyis gyakran történik meg, hogy a nőstény rovar téveszt vagy nem optimálisan választ, katasztrofális helyzetbe juttatva utódait. Emiatt legalább két lehetőség vetődik fel: (1) a nőstény nem képes rá

7 1 Bevezetés vagy nem mindig választ optimálisan (Mayhew 1997, 2001), (2) valójában azon próbálkozások szemtanúi vagyunk, amikor egy faj gazdakörét kísérli meg kiterjeszteni (Larsson & Ekbom 1995), aminek feltétele az egyedi tojásrakási magatartásra és preferenciára vonatkozó genetikai háttér varianciája. Jaenike (1978) modellje szerint a nőstény tojásrakása azért nem adaptív, mert az idő előre haladtával hajlamos tojást rakni, még ha egy alacsonyabb rangú növény áll is rendelkezésre, mert nem bizonyos, hogy jobbat talál. A válogatás csak akkor kifizetődő, ha az élettartam hosszú. Más modellek más jellegű predikciókat tesznek.

A másik oldal, a lárvális performancia kevesebb figyelmet kapott. Lényeges szempont, ami a nőstény magatartásának megítélésében közre játszik, hogy a lárva képes-e választásra a fejlődése során, pl. mozgásképessége alapján. A Callosobruchus és egy sor más faj (a Leguminosae- fajokon élő bruchidák túlnyomó többsége) a tojásait a maghéjra (vagy termésre) ragasztja, a kikelő lárva nem képes aktív helyváltoztatásra, mert nincsenek lábai. Ezért a tojás alatt közvetlenül befúrnak a növényi szövetbe és a termésfalban rágva, vagy az akkor még szorosan összetapadó termésfalak között jutnak el egy maghoz. Ezzel szemben az ősibb génuszok, mint az Acanthoscelides és Megabruchidius első stádiumú lárvája lábakkal rendelkezik, ami lehetőséget ad eltérő minőségű szubsztrátumok közötti választásra, amennyiben a nőstény egy olyan környezetben rakott tojást, ahol ezek előfordulnak. A lárvafejlődés időtartama és a kikelő imágók tömege sem mellékes kérdés. A hosszú fejlődés idő esetleg teljes aszinkróniát eredményez más egyedekkel, az adult tömege pedig meghatározza fekunditását.

A magfogyasztó rovarokon, közelebbről a bruchidákon kevés P/P vizsgálatot végeztek. Fox (1993) negatív korrelációt talált P/P komponensek között a C. maculatus fajnál. Tucić et al. (1997), majd & Gliksman (2004) pedig azt az eredményt kapta, hogy az A. obtectus populáció, amelyet ≥50 generáción keresztül neveltek Cicer arietinum-on, alacsonyabb túlélési rátával rendelkezett a fő tápnövényen, a Phaseolus vulgaris-on, miután átvitték arra, azaz fitnisz költsége volt egy másik (nem elsődleges) tápnövény korábbi használatának. A Ph. vulgaris-on nem találtak genetikai korrelációt P és P között, ellenben a Cicer-en igen. Fox et al. (1994) a Stator limbatus zsizsikfaj két természetes populációjának gazdanövény preferenciáját és lárva performanciáját vizsgálva arra a következtetésre jutott, hogy mindkét populáció a saját tápnövényén mutatta a legnagyobb rátermettséget, tehát nem találtak negatív csereviszonyt (trade-off). Lehetségesnek tartották, hogy az adaptáció a különböző minőségű tápnövényekhez genetikailag független jelenség.

Populáció ökológia A magpredáció növényi populációra gyakorolt hatásainak vizsgálatában ultimális kérdés, hogy van-e kimutatható populáció dinamikai szabályzás. Természetesen erre a célra egy sor fontos növényi demográfiai paramétert (túlélés, mortalitás és alap reprodukciós ráta) kell ismerni a magpredátorok hatása nélkül és azzal együtt. Ha a magpredációs irodalmat átnézzük, meglehetősen statikus kép jelenik meg: túlnyomó többségük mindössze a magfogyasztás tényét és mértékét regisztrálja. Az utóbbi rendszerint nincs összekapcsolva a magprodukcióval, ennélfogva a rátermettséget érintő következmények sem vonhatók le. A populáció-szintű hatások nem merülhetnek ki a demográfia vizsgálatával. A virágzási fenológia, a magprodukció periodikus hullámzása (masting), magdiszperzió, növényi kompenzációs folyamatok, kompetitív és mutualista kapcsolatok hatásai és mások együttesen befolyásolják mindazt, amit növényi populáció dinamikaként észlelünk. Amíg izolált kérdésekként jelennek meg, a növényi performanciát különböző szinteken érintő vizsgálatoknak tekinthetők. A minőségi ugrás a funkcionális kérdések feltevésével jelentkezik. Ennek ellenére az irodalom elsősorban növényi

8 1 Bevezetés performanciát érintő vizsgálatokat mutat. Crawley (1989b) a következő tipikus növényi performancia vizsgálatokat nevezi meg: virág-, termés-, magprodukció, magméret, magpredáció mértéke, magonc túlélés, a növekedés sebessége/vegetatív terjedés és a felnőtt növény mortalitása.

Kritikus szempont a gazdanövény fajok termés- és magprodukciójának sajátossága. Rendkívül variábilis tulajdonságról van szó, amely az életciklus, pollinációs siker, herbivor/magpredátor- hatás, növényfajok közötti verseny és több más tényező együttes hatásaként alakul. Feltűnőek az epizodikus és populáció-szinten szinkronizált, un. „makkos-” vagy gazdag termésű („masting”) évek a közbülső csökkent vagy terméshiányos időszakokkal szemben. A jelenséget az erdészeti megfigyelések hosszú idő óta rögzítik, ezért Pinus, Picea, Quercus, Fagus stb. fajok esetében jól ismert jelenség, manapság azonban lágyszárú fajoknál is kimutatták (Kelly et al. 1992). Ökológiai jelentőséget főként Janzen (1969, 1971a és továbbiak) vizsgálatai nyomán kapott, aki az MP populációk dinamikáját kiemelkedően fontos befolyásoló tényezőnek tartja („predator satiation”). [A „vizsgálat” szó túlzottan udvarias, mert legtöbbször ezek Janzen-nél elképzelések vagy hipotézisek, másrészt magát a jelenséget is nehéz vizsgálni.] Az valószínűleg teljesen elvethető, hogy a masting kiváltásában az MP-knek szerepe lenne. Olyan több-tényezős jelenségről van szó, amelyben az időjárás, pollinációs hatékonyság és a magpredátor hatása egyaránt szerepet játszik (Silvertown 1981, Waller 1993, Herrera et al. 1998, Kelly & Sork 2002). Az MP populációk méretének jelentős fluktuációit – alacsony a nem-masting és igen magas a masting években – előidézi, egyben biztosítja azt, hogy a masting években jelentős mag/termés maradjon meg a predátorok teljes kielégítése („szaturációja”) ellenére. Az is bizonyos, hogy a termésprodukció szinkronizációja meg kell, hogy előzze a magpredátorok tevékenységét (Lalonde & Roitberg 1992), az utóbbiak ugyanis direkcionális szelekcióval a nem-szinkronizált egyedeket folyamatosan kizárják, de maguk nem képesek kiváltani azt.

A magvak diszperziója kritikus elem a kolonizációs folyamatban, a populáció lokális növekedésében és a kedvezőtlen időszakok túlélésében (magbank) (Hulme & Benkman 2002). Janzen (1970) klasszikus modelljének predikcióit össze kell kapcsolnunk a csírázásra és felnövekedésére alkalmas biztonságos helyek számával és eloszlásával (Harper 1977). A pre- DMP-k egyedi növényi fekunditásra gyakorolt hatása nagyban függ a mérettől és térbeli izoláltságtól (de Steven 1983), ill. jelentősen változhat térbeli gradiens mentén (Louda 1983). A pre-DMP-k hatása eredményeként mutatkozó magszám-limitáltság negatív populáció dinamikai következményeit tovább erősítheti a verseny (Louda et al. 1990). A magpredáció a növényi populáció méret-struktúráját és az ebből következő méret-specifikus fekunditást is befolyásolhatja (Ellison & Thompson 1987). A pollinátor-hiány miatt magszám-limitációval sújtott növényi populációk demográfiai helyzetét súlyosbítja a pre-DMP hatás (Ehrlén 1994). Ugyanakkor a magpredáció nem áll mindig közvetlen kapcsolatban a magoncok nettó számával a következő nemzedékben. Nem csak további csökkenés következhet be poszt-DMP-k tevékenysége eredményeként, hanem a kvázi-ciklikus, rendszeresen, de nem szabályos időszakokban jelentkező nagy termés produkció alapvetően megváltoztatja a magbank állapotát és a magpredátor populáció dinamikáját. Ez eleve kizárja vagy esetlegessé/időszakossá teszi a magpredáció denzitás-függő hatását. Lehetséges, hogy mégoly nagy mértékű magpredációs hatás mellett sem jelentkezik csökkenés a rekruták nettó számában, mert a magbank kompenzációs hatása óriási (Crawley 1989a). A virágzás fenológia (uni- vagy bimodális jelleg) jelentős hatással lehet a magpredáció mértékére (Augspurger 1981, Eriksson 1995), amely a feeney-i értelemben vett idő- és térbeli megszökés evolúciós következtetéseinek lehetőségével kísérti meg a szerzőket (Albrectsen 2000).

9 1 Bevezetés

A fentiek figyelembe vételével tehát a pre-DMP-knek akkor van populáció dinamikai hatása, ha a magdenzitást a denzitás-függő folyamatok által okozott szint alá viszi (Harper 1977). A leggyakrabban alkalmazott módszer a magpredátorok inszekticides vagy más fajta kizárása, és növényi paraméterek összehasonlítása a kontrolléval (Waloff 1968, Brown et al. 1988). Kevés ilyen vizsgálat van, ezek közül is kiemelkednek a ma már klasszikusnak számító és gyakran citált Louda-féle kísérletek (1982, 1983) a Haplopappus-fajokon.

Közösség ökológia Az elmúlt években a természetes közösségek kutatása jelentős hangsúlyt kapott. Jelzi ezt a témakörben megjelent kézikönyvek (Putman 1996, Polis & Winemiller 1996, Morin 1999, de Ruiter et al. 2005) száma is.

A herbivorok közösségekben játszott szerepére Hairston et al. (1960) cikke hívta fel a figyelmet. A „top-down” szabályzás három-szintű közösségekben a „zöld világ” elméletet eredményezte, ami a növény és herbivor szervezetek viszonyával foglalkozó ökológusok táborát meglehetősen felkavarta. Egyesek számára igazoltnak látszott, hogy az óriási primer produkció jelentős része herbivor hatás nélkül detritusszá válik, mások számára nyilvánvaló volt, hogy ez a szemlélet a sokféle herbivor-hatás összemosása, melyek egyenként rendkívül jelentősek lehetnek populációs és közösség-szintű folyamatokban. A paradoxon az elmélet kapcsán a lombozat herbivorok általi relatív érintetlensége és a tapasztalatok (a „nem minden ehető, ami zöld”) között feszült, hiszen Hairstonéknak még nem sok fogalmuk lehetett a növényi kémiai diverzitásról és annak szerepéről a közösségekben.

A herbivorok közösségeken belüli szerepével összefüggésben legalább két fontos kérdést tehetünk fel: (1) milyen jellegű és mekkora hatása van a különféle típusú és erősségű herbivoriának a közösség szerkezetére és folyamataira, (2) a herbivor szervezetek milyen viszonyban vannak egymással és más (esetleg őket) fogyasztó szervezetekkel, mely ismét közösség-szerkezeti változásokat eredményez. Mindkét kérdés nehéz, mert direkt és indirekt kapcsolatok mátrixába merítve jelennek meg.

A növényevő szervezetek (elsősorban a legelés) jelentősége a növényi közösségek szerkezetének és diverzitásának alakításában és fenntartásában tapasztalati úton is nyilvánvaló, és jól dokumentált (Harper 1977), bár ezen belül a rovar herbivorok hatása a florisztikai kompozíció megváltoztatásában nem egyértelmű (Brown et al. 1988). A primer produkció nagyjából 10 %-a kerül elfogyasztásra (Crawley 1983), ami alapvetően a föld feletti zöld tömeget (elsősorban a levélszövetet) érinti, de természetesen nem jelenti, hogy egyedi növények nem pusztulnak el teljesen. Sokkal kevesebb ismert a specifikus növényi szövet fogyasztás közösség-szintű hatásáról, ami – tekintve a herbivor rovarok túlnyomó részének szűk táplálék specializációját – döntő jelentőségű lehet. Az utóbbi csoportba tartoznak a magpredátorok, amely potenciális növényegyedek (magvak) elpusztításával szelektíve befolyásolhatják a kompozícionális és szukcesszionális változásokat olyan proximális hatásokkal, mint pl. magszám-limitáció pre- diszperzális stádiumban, vagy a magbank méretének csökkentése poszt-diszperzálisan. A primer szukcesszióban a nitrogén kötéssel jelentős szerepet játszó pillangósvirágú fajokra gyakorolt negatív hatás visszavetheti, de rés-dinamikai alapon gyorsíthatja is a szukcessziót (Brown et al. 1987, Bishop 2002). Magpredátorok azonban nem csak Leguminosae-fajokon élnek, ezért egy egész közösségre kiterjedő hatással számolhatunk. A pre-DMP-k hatása eredményeként keletkező relatív mag-abundancia különbségek növényi kompetitív viszonyokat is befolyásolhatnak (Green & Palmbald 1975). A hangyaközösségekben előforduló magfogyasztó

10 1 Bevezetés

(arató, maggyűjtő) fajok megváltoztathatják közösségek lokális szerkezetét, diverzitását és a kompetitív viszonyokat (Gallé 1994, Risch & Carroll 1986). Szelektivitásuk alacsony, amit alapvetően a magméret határoz meg.

A magfogyasztó szervezetek sokat vitatott szerepe a trópusi közösségek növényi fajgazdagságának alakításában a Janzen-Connell-féle (1970, 1971) optimális magdiszperziós és magonc túlélési modellhez kötődik. Az anyanövényről a pre-DMP-k tevékenysége után megmaradt, majd lehulló termések/magvak részben a poszt-DMP-k fogyasztásának esnek áldozatul, részben az anyanövény gátló hatása következtében esélyük sincs a felnövekedésre. A magszóródási görbe tipikusan meredek, kevés mag jut el távolabbi biztonságos csírázási helyekre (adott esetben a termésfogyasztó, de magvakat kiürítő szervezet tevékenysége folytán). A magszóródási görbe és az egyre távolabbi alkalmatlan helyeken növekedő mortalitást leíró görbék egyesítésével megkapható az az optimális távolság az anyanövénytől, ahol a rekruták száma maximális lesz. Mivel ez a folyamat a foltosság ellen hat, nagy lokális fajgazdagság alakulhat ki [Janzen (1980b) 975 kétszíkű fajt említ vizsgálati területén]. A modell érvényessége azonban korlátozott, mert a fajgazdagság alakításában más faktorok is közrejátszanak (Hubbel 1980), de egyéb alapokon is kritizálták (Fowler 1979). A modellek mindkét, a janzeni és hubbeli, lehetőséget támogatják (Nathan & Casagrandi 2004).

A közösség működtetésében résztvevő herbivor szervezetek, és specifikusan a magfogyasztók, kölcsönhatása viszonylag jelentős figyelmet kapott. Brown és munkatársai (1986) sivatagi rágcsáló fajok (főként Dipodomys) és maggyűjtő hangyák forrásversenyét mutatták ki. A poszt- DMP fajok területenként változó faji összetételben alkottak különböző méretű guildeket, melyek szerveződését befolyásoló hatások jellegére nézve jelentősen eltérő vélemények alakultak ki. A mára általánossá vált guild kifejezést egy sor hasonló funkcionalitást leíró fogalom előzte meg, többek között Balogh (1953) nevezetes munkájában is megtalálhatjuk (syntrophium). A közösségek építőköveinek tartott guildek talán a legérdekesebb és legnehezebb kérdést vetik fel: milyek kényszerek eredményeként és hogyan szerveződnek ezek a csoportok? A Diamond (1975) munkájához kapcsolódó viták hozadéka a ma használatos null-modell és randomizációs eljárások jelentős része. A közösségek szerveződési folyamataiba való bepillantás lehetősége azonban szélsőségesen megosztja az ökológusokat az alternatív közösségek, a sztochasztikus vagy determinisztikus szerveződési folyamatok tekintetében (Weiher & Keddy 1999). A fajok közötti verseny már nem az egyetlen és szükségszerű szervező/struktúráló erő.

A pre-DMP guildek szerveződését befolyásoló hatásokról semmit sem tudunk. Zwölfer kutatásai (1979-2004) a Cardueae virágfejekben élő Tephritidae guildek szerveződéséről csak valószínűsítik, de nem bizonyítják a verseny szerepét.

Magpredátorok és gazdanövényeik evolúciós kapcsolatai és stratégiái Ehrlich & Raven (1964) nagy jelentőségű munkája hatásaként több tanulmány foglalkozott a herbivor rovarok és tápnövényeik evolúciós kérdéseivel (Jermy 1976, 1984, 1991, 1993, Futuyma & Slatkin 1983, Thompson 1994, 2005). Napjainkig csaknem 20 közlemény tárgyal részletes filogenetikai összehasonlítást a rovarok és tápnövényeik között. A rovar-növény koevolúciós kapcsolat, Ehrlich & Raven cikkének értelmezése szerint, olyan szoros, reciprok evolúciós kölcsönhatás, melyben egy adott növényfaj, a fiziológiai sajátosságait és ökológiai toleranciáját megváltoztató mutációk következtében, időlegesen megszabadul az őt fogyasztó rovarfajok szelekciós nyomása alól és egy új adaptív zónába jut, melyben mentes a herbivorjaitól. Ebben a herbivor-mentes zónában radiációs folyamatok eredményeként új

11 1 Bevezetés növényfajok keletkeznek. Egy idő múlva (evolúciós időskálán mérve természetesen), a korábbi rovarfaj(ok)ban keletkező mutációk közül azok jelentenek szelekciós előnyt a hordozójuk részére, melyek alkalmassá teszik a most már megváltozott növényfaj(ok) fogyasztására. Az újonnan keletkezett herbivor is, a többi rovarfaj forrásversenyétől mentes zónába kerülve radiálhat. A modell alapján a két fél részéről ismétlődő lépések és válaszlépések következtében a leszármazási kladogramon egymásnak „megfelelő” növény- és rovarfajokat láthatunk. A hipotézis azzal a feltevéssel él, mely szerint a növényben jelenlévő és a rovar fogyasztása elleni rezisztencia-gének szelekcióját a rovar végzi, melynek eredményeként az nem lesz elérhető számára egy idő után. És viszont, a növény a rovar mutációinak szelekcióját végzi, melynek eredményeként ismét fogyaszthatóvá válik számára az új növényfaj. A lépésekben zajló reciprok szelekciós kölcsönhatás jellemzi azt a populáris értelmezést, mely szerint a két fél között „fegyverkezési verseny” zajlik, amelyben a növényfaj egy adott lépésére („megszökés”), a rovarfaj hasonló lépéssel („utolérés”) válaszol. E folyamat eredménye lenne a növények hatalmas kémiai sokfélesége is, melynek a korábbi feltételezések szerint egyetlen (a „reason d’être”, Fraenkel 1959), mai felfogás szerint inkább egyik legfontosabb, funkciója a herbivor elleni védelem. A növényi biokémia mindenesetre kritikus eleme a két csoport közötti kapcsolat alakulásának.

Néhány kivételes esetben meglepően magas fokú egyezés (filogenetikai kongruencia) jelentkezik faji szinten a két résztvevő fél között, azaz közel rokon rovarfajok közel rokon növényfajokon élnek (Mitter et al. 1991, Farrell & Mitter 1990, 1998), az esetek többségébe viszont éppen a megegyezés hiánya a figyelemre méltó. A szoros filogenetikai megegyezést a koevolúció bizonyítékának tekintik (Farrell & Mitter 1993), míg a kongruencia hiánya a koevolúció hiányát is bizonyítja (Jermy 1976, 1984, Futuyma & McCafferty 1990, Menken et al. 1992, Schoonhoven et al. 1998, Wahlberg 2001).

Ehrlich & Raven (1964) elméletében – ahogy arra Jermy (szóbeli közlés) rámutat – a legsúlyosabb félreértés, ami annak érvényességét alapjaiban kérdőjelezi meg, a makro- és mikroevolúciós folyamatok összemosása. Makroevolúciós lépés a növény-rovar viszonyban az új növény- vagy rovarfajok megjelenése mutációkat követően, a mikroevolúciós folyamatok pedig a két résztvevő közvetlen kölcsönhatásaként megjelenő változásokat jelenti [pl. szőrözöttség növekedése, egy adott kémiai anyag mennyiségi változása a növényben, táplálkozásra nem alkalmas nekromassza növekedése a növényi szervekben, növényi anyagok aktív szállítása a rovar táplálkozásának helyére, szövetburjánzás stb. (ezek az un. növényi ellenálló képesség, rezisztencia, tulajdonságok)]. A kétféle folyamat között óriási különbség van. Míg a makro-léptékű változások olyan mutációk eredményei, melyek keletkezésére a rovarnak nincs befolyása, addig a mikro-szintű változások már meglévő allélek „előhívását” vagy gyakoriságuk növelését jelenti. A koevolúciós elmélet implicite helytelenül feltételezi, hogy a herbivor rovarok szelekciós nyomása hozza létre a makroevolúciós lépések feltételeit, a növényi mutációkat, ami alapjaiban hibás nézet.

A pre- és poszt-DMP-növény kapcsolatok széles spektrumát kínálják a koevolúciós indíttatású magyarázatoknak és az adaptácionista csapdáknak (Gould & Lewontin 1979), melyek valóban szokatlanul magas gyakorisággal jelennek meg. Janzen, akinek minden írását áthatja a faj- és közösség-szintű koevolúció gondolata, elég tárgyilagos tud lenni, hogy óvjon a túlzott koevolúciós belemagyarázástól (Janzen 1980a). Ennek, a divatos és tartalom nélküli használaton túlmenően, valószínűleg egyik fenntartója a közismert füge-fügedarázs kapcsolat, melyben egy pre-DMP szervezet mutualisztikus szerepben is megjelenik (Bronstein 1992). Annak ellenére, hogy Janzen nyomán a magpredáció körében, a magméret vs. magpredátor méret, kémiai anyagok a magban vs. magpredátor elkerülés, mag endospermium vs. szilárdító szövet arány az

12 1 Bevezetés

MP jelenlétében, egy vs. több magvú termés, predátor szatiáció és mások a mikroevolúciós változások szintjén jelennek meg, egy sor kutató számára a koevolúció nyilvánvaló esetei. Amennyiben genetikai variabilitás kíséri ezeket a tulajdonságokat, a MP-k fokozhatják vagy csökkenthetik fenotipikus megjelenésüket. Nem kizárható azonban, hogy olyan növényi reakció normákról van szó, amelyeket más szervezetek csak kihasználnak. Míg a mikroevolúciós szinteken a kísérletezés is lehetséges (pl. Mauricio 2001), makroevolúciós növény-rovar viszonyok csak a törzsfejlődési kapcsolatok gondos elemzésével valószínűsíthetők.

A pre-DMP szervezetek és specifikusan a bruchida-fajok tápnövény-viszonyainak és a specializáció mértékének felderítése alapvető jelentőségű a makroevolúciós kapcsolatok jellegének megítélésében. Janzen több cikkben (1974, 1980b) foglalkozik a costa ricai lombhullató erdőségek bruchida fajainak specializáltságával. Míg az első közleményben 300 növényfaj, a másodikban 975 (kétszíkű) vizsgálata alapján kapta ugyanazt az eredményt: mindkét alkalommal legalább 100 fajban voltak találhatók bruchida, ormányos és cincér magfogyasztók (kb. 110 faj). A korábbi vizsgálatban a bogarak 90 %-a, az utóbbiban >75 %-a egyetlen növényfajban élt. A kb. 100 növényfaj 60 %-ában egy, 25 %-ában kettő, 11 %-ában három, 4 %-ában négy és egyetlen fajban 5 bogárfaj élt. Mivel a növényfajok és a bogárfajok egymás között, külön-külön nem, vagy csak korlátozott mértékben voltak rokonok, az eloszlásuk (63 % Leguminosae, 11 % Convolvulaceae, a maradék 26 % megoszlott további 10 növénycsalád között, a magpredátor bruchidákat illetően pedig eltérő génuszok, mint a csak Convolvulaceae-ből előkerült Megacerus, a több növénycsaládban élő Amblycerus, a Cassia- fajokban élő Sennius, a Lonchocarpus-okkal rokon pillangósokban élő Ctenocolum, valamint a Mimosa-fajokat fogyasztó Merobruchus) szinte bizonyosan egy inkongruens kapcsolatra enged következtetni. Ezt különösen a több növénycsaládban táplálkozó Amblycerus erősíti meg. Ilyen és hasonló eloszlások jellemezhetik a mai ismert növény-rovar kapcsolatok többségét és erősítik meg a szekvenciális evolúció (Jermy 1976, 1984, 1993) valószínűségét. Ebben a folyamatban a növényfogyasztó rovar mikroevolúciós-szinten módosíthat növényi fenotipikus sajátosságokat, de a növény makroevolúciós változásait nem okozhatja, hanem csak követheti.

13 1 Bevezetés

1.1 Célkitűzések A vizsgálatok tárgyát, tágabb értelemben, azok a magfogyasztó rovarfajok képezik, melyek – a jelenlegi taxonómiai állásfoglalás szerint – a Coleoptera rend, Chrysomelidae családjának, Bruchinae alcsaládjában a Bruchus, Bruchidius, Acanthoscelides és Megabruchidius génuszokba tartoznak, a Kárpát-medencében előfordulnak és tápnövényeik kizárólag a Leguminosae család fajai közül kerülnek ki.

Az értekezés átfogó célkitűzése sokrétűen bemutatni a Kárpát-medencében természetes és mesterséges körülmények között megtalálható pre-diszperzális magpredátor (elsősorban a Bruchinae alcsaládba tartozó) fajok és Leguminosae tápnövényeik kapcsolatát az egyedi magatartás, a populáció- és közösség-szintű szerveződés és tápnövényeikhez fűződő evolúciós viszonyuk alapján.

A következő kérdésekre kerestem a választ:

1.1.1 Van-e szerepe a babzsizsik (A. obtectus) áltojócsövének a tojásrakási hely kiválasztásában, közelebbről, negatív jellegű ingerek érzékelésében?

1.1.2 Milyen széles és milyen jellegű a gátló és stimuláló ingerek köre, melyek a babzsizsik tojásrakását befolyásolják? Miként befolyásolják másodlagos növényi anyagok a tojásrakást?

1.1.3 Mi a különbség az abszolút és relatív tojásrakási tesztekben mutatott válaszok között?

1.1.4 Milyen viselkedés-elemek építik fel a babzsizsik tojásrakási magatartását?

1.1.5 Milyen tojásrakási mintázatok jelentkeznek egyedi és populációs-szintű tesztekben, homogén és heterogén ingerkörnyezetben?

1.1.6 Van-e összefüggés a másodlagos növényi anyag-csoportok rokonsági viszonyai és a babzsizsik tojásrakására gyakorolt hatásuk között?

1.1.7 Befolyásolja-e az előzetes tapasztalat a tojásrakási viselkedést és választ többválasztásos ingerkörnyezetben?

1.2.1 Mi a maghéj és az endospermium jelentősége a babzsizsik tojásrakásában és a lárva fejlődésében?

1.2.2 Miként befolyásolják másodlagos növényi anyagok a babzsizsik lárva túlélését?

1.2.3 Optimális-e a kapcsolat a babzsizsik nőstény tojásrakási preferenciája és a lárvális performancia között táp- és elfogadható nem-tápnövényeken?

1.3.1 Milyen magfogyasztási mintázatok tapasztalhatók természetes körülmények között néhány pre-diszperzális magfogyasztó tápnövényén?

14 1 Bevezetés

1.3.2 Kimutatható-e populáció dinamikai hatás egy egynyári gazdanövény és pre-diszperzális magpredátorának viszonyában?

1.4.1 Kimutatható-e interspecifikus verseny a Vicia tenuifolia-ban élő bruchida pre-DMP guild tagjai között különböző forrásszinteken?

1.4.2 Hogyan befolyásolja egy pre-DMP faj túlélését az interakciós táplálkozási hálózat többi tagja?

1.4.3 Milyen szerveződési szabály mutatható ki a V. tenuifolia-n élő pre-DMP guildek résztvevői között?

1.5.1 Kisebb magméret felé szelektálják-e a kárpát-medencei Leguminosae-fajokban élő pre- DMP bruchida-fajok a gazdanövényeiket?

1.5.2 Kongruens tápnövény-rovar viszonyokat tükröznek-e a kárpát-medencei Leguminosae- fajokban élő pre-DMP bruchida-fajok?

1.6.1 Milyen növény és magpredátor stratégiák mutathatók ki két, életciklusában lényegesen eltérő, Vicia-fajnál?

15 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakó hely/tápnövény választásának magatartási aspektusai

Bevezetés

Az 1. fejezetben leírt elméleti jelentőségű megállapítások egy részének, különösen a tojásrakást irányító ingerek jellegének és az (ál)tojócső relatív jelentőségének vizsgálatára, kiváló objektumnak bizonyult a babzsizsik (Acanthoscelides obtectus, Coleoptera, Chrysomelidae, Bruchinae), egy oligofág faj, melynek tenyészthetősége nagy előnyt jelentett. Az ilyen jellegű vizsgálatokra azért is különösen alkalmas volt, mert az imágója nem táplálkozik (kivéve mézes víz felvétele, amely nem csak az élettartamot, hanem a lerakott tojások számát is megnöveli). Az életciklusának egyik része zárt helyen (raktárban) zajlik és folyamatos szaporodást tesz lehetővé, ha a körülmények megfelelőek. A másik része szabadföldi, ez a babnövény felkeresésével és tojások elhelyezésével kapcsolatos a megfelelő érettségű babtermésben (Szentesi 1972a, Jarry 1984). A betakarított magból kelt imágók folytathatják a ciklus valamelyik részét. Az alább kifejtendők szempontjából fontos a tojásrakás folyamata a természetben. A bogár a szabadban csak sporadikusan, a tárolt bab környezetében viszont tömegesen képes áttelelni. A következő évben, augusztusban van alkalma tojásrakásra. Ekkor a bab félig száraz termésén, a nem felnyíló (ventrális) varratvonalon rág nyílást. A bab megtalálását követően, az explorációs körbejárás után kezdi meg a rágást, melyet a nyílás növekedésével rendszeresen félbeszakít, mert az áltojócsővel ismételten ellenőrzi annak átjárhatóságát. A magatartás-sor: rágás, megfordulás vagy testhossznyi továbbhaladás és az áltojócső belepróbálása a nyílásba, majd újabb rágás kezdődik. A szekvencia mindaddig ismétlődik, ameddig a nyílás mérete alkalmas lesz arra, hogy azon keresztül a termés belsejébe 8-10 tojást rakjon le. A bogár kb. 30 érett petét hordoz kikeléskor (Huignard 1970). A tojásokat kopula után 2-3 napon belül lerakja, de nem ragasztja őket a magra. Az első stádiumú lárva lábakkal rendelkezik, amelyeket az első vedléskor elveszít. Ez nagy jelentőségű témáink szempontjából, mert így nem csak a nőstény, de a lárva is aktívan választhat különféle minőségű táplálékok köréből. Kedvező körülmények között, a nyár végén kikelő bogarak különféle Leguminosae-fajok kipergett és a talajon fekvő magjaival is találkozhatnak és egy választási helyzetben rakhatnak tojásokat. A populáció túlnyomó része ellenben a babbal raktározó helyekre kerül, ahol esetenként ismét lehetőségük van többféle mag közötti választásra. Az alább ismertetésre kerülő laboratóriumi kísérletek tehát nem mesterségesek abban a tekintetben, hogy a természetes körülmények között is előforduló választási lehetőségeket vizsgálnak.

A babzsizsik ismert tápnövényei a Phaseoleae tribuszban találhatók. Ezek közül Európában csak két közel rokon babfaj ismert, a közönséges bab, Phaseolus vulgaris, és a tűzbab (Juliska bab), Ph. coccineus, melyekben a bogár rendszeresen fejlődik. Előfordulása a Glycine, Lablab és Vigna génuszok növényfajaiban valószínűleg kényszerkörülmények eredménye. További, alkalomszerű fertőzések ismertek a Lupinus (Genisteae tribusz), Cicer (Cicereae), Vicia, Lens és Lathyrus (Fabeae) fajokból (Vukasović et al. 1961, Basky 1977, Jermy & Szentesi 1978, Leroi & Jarry 1981, Jarry & Bonet 1982, Hamraoui & Regnault-Roger 1995).

Az értekezésben tárgyalt növényfajok jellemzésére/minősítésére De Boer & Hanson (1984) besorolását követem: csak azok a növényfajok a tápnövények, melyek teljes mértékben lehetővé teszik a faj fejlődését, rendszeresen szolgálnak ekként, és életképes populációt tartanak fenn (Ph. vulgaris és Ph. coccineus). A második csoportot, az elfogadható nem-tápnövényeket azon növényi taxonok alkotják, melyek nem elérhetők rendszeresen, csak alkalmanként (akkor is

16 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

legtöbbször kényszer körülmények között) használják őket, és bár néhány bogár kifejlődik, a lárva mortalitás nagyon magas, a fejlődési idő jóval hosszabb. A harmadik csoport, a nem- elfogadható nem-tápnövény, azokat a növényfajokat foglalja magában, melyek tápérték szempontjából nem adekvátak, esetleg toxikusak, és a babzsizsik sohasem használja őket tápnövényként, bár alkalomszerűen tojásrakás előfordulhat rajtuk.

Célszerűnek látszott tehát, más fajokon végzett előkísérletek után (Jermy 1965), a gátló ingerek hatását részletesebben megvizsgálni egy olyan faj bevonásával, ahol a nőstény nem a saját táplálkozása (a táplálék alkalmassága) alapján dönt az utódok táplálékáról, hanem – a hipotézisünk szerint – valószínűleg a tojócső receptoraiból származó inputok is jelentős szerepet játszanak. Szükségesnek látszott azt is megvizsgálni, hogy a szervetlen és növényi eredetű szerves anyagok köre milyen szerepet játszik a tojásrakási hely kiválasztásában. A gátló anyagok nem csak a nem-tápnövényekből származhatnak, hanem az állat maga is termelhet olyan vegyületeket, melyek befolyásolják más egyedek forráskihasználását és egyéb hatásaik is vannak. Az ilyen, tágabb értelemben vett epideiktikus feromonhoz hasonló anyag(ok) vizsgálatára is sor került. Teljes mértékben ismeretlen volt tojásrakási magatartása, valamint választási lehetőséget kínáló és anélküli tesztekben mutatott válaszai, melyekkel a preferencia mechanizmusába kívántunk bepillantani. Többek között, arra a kérdésre is kerestük a választ, hogy változik-e a magatartás egy több-választásos arénában elhelyezett ingerek vonatkozásában, ha egy naiv nőstény előzetesen egy nem-tápnövényen szerez tapasztalatot („kondicionálódik”)?

2.1 Stimuláló és gátló ingerek jelentősége a tojásrakási hely választásban

A tárgyalás alapjául szolgálnak: Szentesi, Á. 1976. The effect of the amputation of head appendages on the oviposition of the bean weevil, Acanthoscelides obtectus Say (Col., Bruchidae). Symposia Biologica Hungarica 16, 203- 209. Muschinek, G., Á. Szentesi & T. Jermy. 1976. Inhibition of oviposition in the bean weevil (Acanthoscelides obtectus Say, Col., Bruchidae). Acta Phytopathologica Academiae Scientiarum Hungaricae 11, 91-98. Jermy, T. & Á. Szentesi. 1978. The role of inhibitory stimuli in the choice of oviposition site by phytophagous insects. Entomologia experimentalis et applicata 24, 458-471. Szentesi, Á.1981. Pheromone-like substances affecting host-related behaviour of larvae and adults in the dry bean weevil, Acanthoscelides obtectus. Entomologia experimentalis et applicata 30, 219- 226. Szentesi, Á. 1983. Inhibition of oviposition and the boring of larvae into seeds in Acanthoscelides obtectus: Laboratory tests. Proceedings of the International Conference on Integrated Plant Protection 4, 176-182. Szentesi, Á. 1989. Preference for magnesium-treated leguminous seeds in egg-laying been weevil (Acanthoscelides obtectus Say, Col., Bruchidae). Journal of Chemical Ecology 15, 1545-1558. c. munkái, valamint nem publikált kísérletek eredményei.

Bevezetés és célkitűzések Jermy (1965) a tojásrakás esetében is a kemoreceptorok kétirányú, aszimmetrikus specializációját tételezte fel, amely arra utal, hogy a kellően erős negatív hatású anyagok képesek magatartási reakciókat az optimális tápnövényen is meggátolni. Előkísérletek több rovarfajon ezt jelezték és számos, az irodalomból összegyűjtött adat (lásd a hivatkozásokat Jermy & Szentesi 1978-ban) is ezt az elgondolást erősítette. Nyilvánvaló volt az is, hogy a gátló hatású anyagok száma igen nagy lehet (a kérdéses rovarfaj specializációjának mértékétől függően) és sem jellegük, sem eredetük alapján nem lehetséges megjósolni a hatásukat. További kísérletekre volt szükség annak tisztázására is, hogy a tojócső milyen mértékben képes önálló döntésre.

17 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

Általánosságban a tojásrakási hely kiválasztásában közreműködő receptorok a fejfüggelékeken és a tojócső végén találhatók. Relatív jelentőségük nagyban függ az illető rovarfaj életmódjától. A Manduca sexta szenderfaj erre a célra pusztán az antennákat használja (Yamamoto & Fraenkel 1960). A nagy káposztalepke, Pieris brassicae, imágója az előtori láb tibiáján található ízlelő szőröktől származó információt veszi igénybe a tojásrakáshoz, míg a potrohvégen található érzékszervek (elsősorban taktilis szőrök) szerepe lényegtelen. A levél szélén kapaszkodva a lepke az előtori lábbal „dobol” (az ízlelő szőröket a levél epidermiszhez érinti), a potrohát közben a levél alá görbítve, a fonákra rak egy tojáscsomót. A tojásrakást meghatározó receptorok helyéről megbizonyosodhatunk, ha egy olyan káposzta levelet, melyet előzőleg Bordói-lé (lásd az Appendixet) 1 %-os szuszpenziójával a színén kezeltünk, 40-50o-os szögben egy cserépbe állítunk, a leszálló lepkék nem raknak tojást a levél fonákjára (Jermy & Szentesi 1978). Ismét más rovarfajok teljes mértékben a tojócsőn található érzékszervekre utaltak, mint pl. azok a parazitoid hártyásszárnyú fajok, melyek gazdái rejtve, valamilyen növényi részben fejlődnek (Dinarmus acutus fémfürkész és a Laburnum anagyroides magjában fejlődő zanótzsizsik lárva, lásd az 5.2 pontot). A gyümölcslegyek, pl. a karib-tengeri gyümölcslégy, Anastrepha suspensa (Tephritidae), áltojócsövükön keresztül kitolható lándzsaszerű tojócsövükkel végeznek próbaszúrásokat gyümölcsökön, annak tojásrakásra való alkalmasságát ellenőrizendő (Szentesi et al. 1979). A tojásrakó cső végén besüllyesztett kémiai érzékszervek láthatók (2.1 ábra). A kialakult kép mégis az, hogy a tojócső általában nem továbbít döntő információkat a központi idegrendszer számára (Schoonhoven 1983).

Pouzat (1970, 1975) a babzsizsik tojásrakási viselkedésének megfigyelése során a palpus maxillaris kiemelt szerepét figyelte meg. Saját előzetes vizsgálataink ugyanezt indikálták. Az antenna és a labiális tapogatók szerepét azonban nem lehetett kizárni, ezért megvizsgáltuk, hogy ezek hiánya mennyiben befolyásolja a tojásrakást gátló anyaggal kezelt magvakon. Egy másik hipotézis értelmében, az a helyzet, amelyben intakt nőstények nem-kezelt magvakról nyerhetnek információt, miközben tojásrakásuk gátló anyaggal kezelt felületen történik, a tojócsőn található érzékszervek bizonyos mértékű autonómiáját bizonyítaná.

Magunk azt találtuk (Szentesi 1976), hogy a csak maxillaris tapogatóval rendelkező, vagy a fejfüggelékek tekintetében teljesen amputált nőstények is még képesek voltak a kezeléseket megkülönböztetni, ez azonban nem volt olyan erőteljes válasz, mint az intakt nőstényeké. Amíg a fejfüggelékek normális stimulus-környezetet észlelnek, az áltojócsövön valószínűleg jelen lévő (2.2 ábra) kemoreceptorok nem jelzik gátló anyagok jelenlétét (Jermy & Szentesi 1978). Az áltojócső végén található nagyobb szőrök (2.3 ábra) szerepe igen nagy valószínűséggel a tojócső helyzetének érzékelése a tojásrakás során az aljzathoz és a maghoz képest (Pouzat 1975).

Az ebben a fejezetben vizsgált vegyületek esetében mind választási (a továbbiakban relatív), mind pedig választási lehetőség nélküli (a továbbiakban abszolút) tesztekre sor került, és annak a kérdésnek a megválaszolására szolgáltak, hogy azok a vegyületek, melyek a kezeletlen kontrollal vagy egy másik vegyülettel együtt kerültek tesztelésre, önmagukban is hasonló választ váltanak- e ki? A relatív és abszolút tesztek hatását, hasznosságát és érzékenységét illetően eltérő nézetek uralkodnak az irodalomban. Egyesek (pl. Courtney et al. 1989) a választási és különösen a többszörös választási teszteket nem tartják reálisnak, mert az állat egy anyag relatív, a többihez mért jelentőségét méri. Ilyen helyzetben egy széles tápnövényű faj kevésbé fogja kedvelni a tápnövény hierarchiában legelöl álló növényt, bár ez nem kevésbé elfogadható egy polifág, mint egy specialista számára (ha annak is a tápnövénye és hasonló körülmények között összehasonlítást végzünk). Helyette az abszolút tesztet, vagy a szekvenciális tesztet (Singer 1986) ajánlják. Mások (pl. Mayhew 1998) a relatív tesztet javasolják, kiemelve, hogy az abszolút tesztek inkább a vizsgált populáció egyedi fekunditás-varianciáját mérik és azok az egyedek

18 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

nagyobb súlyt kapnak a statisztikai értékelésekben, amelyek több tojást tojnak. Továbbá, a több- választásos relatív tesztekben nem egyszerre valósul meg a választás, hanem szekvenciálisan. Valószínű, hogy ez a természetben is így van és Juhász-Nagy (1972, 1979) képszerű leírásával élve, bináris (igen/nem) döntések sorozatában valósul meg a válogatás. Magunk már jóval korábbi munkák során relatív teszteket alkalmaztunk és így Mayhew felfogásához állunk közelebb, különösen azért, mert a babzsizsik tojásrakási magatartása eltér sok rovarétól abban, hogy a nőstények inert, inadekvát vagy csak „részleges” ingerek (pl. üveggolyó) hatására is hajlamosak tojásokat lerakni. Ennek ellenére, majd minden anyagot abszolút tesztekben is megvizsgáltunk. A relatív tesztek alkalmazása mellett döntött nem utolsó sorban a tanulási kísérletek során végzett megfigyelések tapasztalata is: a bogarak igen érzékenyen reagáltak több inger jelenlétére és sokrétűbb magatartási válaszokat adtak, mint abszolút tesztekben (lásd később).

Az alább következő eddig nem- vagy csak részben publikált kísérletekben felületükön kezelt babmagvakat, ill. bab endospermium-alapú „mesterséges magvakat” használtunk abszolút és/vagy bináris relatív tesztekben a tojásrakási válasz mérésére, az anyagok tojásrakásra gyakorolt hatásának vizsgálatára. A két vagy több-választásos tesztek esetében (lásd a 2.2 részt) viszont a választás lehetőségéből adódó viselkedés a vizsgálat tárgya. Ingerek összehasonlítására csak abban az esetben kerül sor, ha abszolút és relatív tesztekben egyaránt vizsgálatra kerültek.

2.1.1 Anyagok és módszerek

Vegyületek, koncentrációk, extraktumok Az anyagok vizsgálatát, egyes esetektől eltekintve, mindig tiszta bab magvak felületi kezelésével végeztük. 40 g babra 1 ml vizes vagy más (etilalkoholos, acetonos), molos vagy súlyszázalékos koncentrációban készült oldatot/szuszpenziót pipettáztunk, majd folyamatosan rázogatva az edényt, meleg levegőáram alatt a magvakra szárítottuk az anyagokat. Az edény falán visszamaradt és a magvakra rászáradt anyagmennyiség meghatározását a CuSO4.5H2O esetében Dr. Végh Antal kémikus végezte el: eszerint 0,397 mg/mag és 0,234 mg/cm2 értékeket kellett figyelembe venni egy 0,2 M oldat esetében. Általánosságban a molos koncentrációnak megfelelő nagyságrendű, azonban mg-ban kifejezett veszteséggel kellett számolnunk. A megvizsgált vegyületeket, az alkalmazott koncentrációkat és a vegyületek sajátosságai miatti esetleges módszertani eltéréseket lásd az egyes táblázatokban.

A stimuláló ingerek elsősorban a tápnövény különböző részeivel (termésfal, maghéj, endospermium) függnek össze, de jelentős szerepet játszik a szervetlen anyagok sorában talált egyetlen erősen stimuláló anyag, a magnézium szulfát is, amelyet sokrétűen teszteltem. A növény extraktum készítési módját lásd az Appendix Általános módszerek pontjában.

A mesterséges magvak készítése Két változatban készültek (lásd az Appendixet). A nedves eljárásban készült mesterséges magvakat piluláknak, a száraz módon készülteket tablettáknak nevezem. A megkülönböztetésre azért van szükség, mert a nedves eljárás során, annak ellenére, hogy a pilulákat elkészítésük után azonnal kiszárítottam 30-35 oC-on, nem lehetett az arra hajlamos vegyületek hidrolízisét vagy oxidációs folyamatokat kizárni.

A pilulák egy részébe érett és száraz babhüvely összedarált termésfalát (perikárpium, BTHP) és annak extraktumát juttattam. Ezek kizárólag a tojásrakás céljára készültek; mag eredetű anyagot (endospermium port) nem tartalmaztak.

19 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

Anyagok tesztelése A kísérletek túlnyomó részében kettős (bináris) választási tesztet alkalmaztunk. Egy 10 cm átm. Petri-csészét (üveg, vagy egyszeri használatú műanyag) 4 (esetenként több) részre osztottunk paraffinnal beragasztott papír (Dipa) válaszfalak segítségével, melyek megakadályozták a különböző minőségű ingerek (kezelt magvak vagy más) keveredését, de az állatok szabadon közlekedhettek a cikkelyek között. A cikkelyekbe, azokat teljesen kitöltő, azonos számú, de egy rétegben lerakott magot helyeztünk, a két-két szemközti részbe ugyanazt az ingert. Ezzel edényenként 2-2 ismétlés keletkezett, amit értékeléskor összevontunk, mert pszeudo- replikációknak minősültek. A hatást a lerakott tojások száma alapján értékeltük (rendszerint 10 nőstény és 10 hím bogár élettartama alatt).

Statisztikai értékelés A kettős (bináris) teszt elnevezés azt jelentette, hogy midig 2-féle ingert teszteltünk (egy kezelt és egy kontroll), függetlenül a tesztedény beosztásától (a cikkelyek számától). A statisztikai értékelésre a kezelések függetlenségének hiánya miatt (lásd ezt részletesebben kifejtve: Szentesi & Jermy 1999), az un. diszkriminációs kvocienst (DQ, David & van Herrewage 1970), illetve páros t-tesztet használtunk. Az előbbi kiszámítására alkalmas képlet a

⎛ EKo − EKe ⎞ DQ = ⎜ ⎟.100 , ⎝ EKo + EKe ⎠ ahol DQ a diszkriminációs kvociens, EKo és EKe a kontroll és kezelt anyagokra külön-külön lerakott tojások száma. A DQ-t %-ban kapjuk meg, eredmény érték intervalluma [0 ; +100] preferáltság esetén és [0 ; -100], ha elutasítás van. A kapott értékekkel további statisztikai számolásokat is végeztünk.

2.1.2 Eredmények és tárgyalásuk

A különféle szervetlen és szerves anyagok tojásrakásra gyakorolt hatása megerősítette Jermynek (1957, 1958, 1961a,b,c, 1966) a táplálék specializáció aszimmetriájára vonatkozó megállapítását. A tojásrakási magatartásra tehát ugyanaz az elv érvényes: ezt Jermy & Szentesi (1978) közleményében (mely a megjelenése óta 2006-ig bezárólag 42 idézetet kapott), valamint a még nem publikált és itt tárgyalásra kerülő eredmények egyaránt megerősítették. A gátló anyagok igen sokfélék, természetes és mesterséges eredetűek egyaránt lehetnek. Más fajokon is végzett hasonló vizsgálatok eredményeként nyilvánvalóvá vált az is, hogy minden faj tojásrakását negatívan befolyásoló, általánosan előforduló anyag viszont nem található. Az egyes növényfogyasztó rovarfajok esetében külön-külön kell megvizsgálni azon vegyületek körét, melyek gátolhatják a tojásrakást, továbbá egyszerű és általános szerkezet-hatás összefüggések nem valószínűek (Szurdoki et al. 1991). A fajok száma szempontjából az egyik legszélesebb hatású anyagnak a rézszulfát bizonyult. A babzsizsik szignifikánsan több tojást rakott a kezeletlen magvakra, mint a CuSO4-tal kezeltekre (0,2 M oldattal kezelt magvak esetében a tojások >93 %-át a kontroll babokra rakták) és a vegyületnek a fekunditásra is szignifikáns hatása volt (Muschinek et al. 1976). A réztartalmú vegyületek közül nem csak a szulfát, hanem egy sor más vegyület [rézoxid, réz(I)klorid, réz(II)klorid, Bordói-lé] is negatív hatást gyakorolt (Jermy & Szentesi 1978 és a 2.1 táblázat), ami azért is figyelemre méltó, mert nagyobb részük vízben nem oldódó és a nem-disszociáló jellegükhöz képest jelentős hatást mutattak.

A réz mellett a vizsgált szervetlen vegyületek (Jermy & Szentesi 1978, III. táblázat és 2.1 táblázat) túlnyomó többsége gátló hatású volt a tojásrakásra, kivéve a Ni és Cd vegyületeket,

20 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

melyek semlegesek vagy marginálisan gátló hatásúak voltak. Az egyetlen lényeges stimuláló hatás a MgSO4-tól származott (lásd alább). A táblázat adatait tekintve sem a kation, sem az anion jelleg vagy egyéb sajátosságok nem emelnek ki vegyületeket, valamennyi csoportban előfordulnak jobban vagy kevésbé hatásos anyagok.

A magnézium szulfát jelentős mértékben stimulálta a tojásrakást, és egyben csökkentette a mozgásaktivitást (Szentesi 1989). A bab magvak felületére felvitt MgSO4 koncentráció-függő módon maximumot okozott a tojásrakásban (2.4 ábra). Más Mg-vegyületek nem fejtettek ki hasonló hatást. Negatívan befolyásolták a tojásrakást egyéb szulfát-vegyületek, vagy maga a 2- SO4 ion is. Ugyanakkor a pozitív hatás a tojásrakáson nem jelentkezett abszolút tesztben, csak relatívban. Az atomabszorpciós Mg meghatározás nem jelzett kiemelkedően jelentős Mg- tartalmat a tojásrakás szempontjából preferáltnak nevezhető Leguminosae-fajok magjaiban, de ezeknek a magvaknak kezelése MgSO4-tal szignifikánsan emelte a lerakott tojások számát a kontrollhoz képest (Szentesi 1989, 4. táblázat). A babtermés falából készült extraktumhoz való hozzáadása is enyhe emelkedést okozott a tojásrakásban (2.2 táblázat). A tojásrakás 6 nap alatt maximális értéket ér el (2.5 ábra). A MgSO4 tojásrakást serkentő hatása azt bizonyította, hogy ilyen jellegű anyagokat nem csak a természetes növényi vegyületek között találhatunk.

A MgSO4-preferencia hátteréül két hipotézist vetettem fel: az egyik a vegyület szupernormális stimulusként való megjelenése, a másik fiziológiás hatás. A szupernormális stimulus csak az egyébként is pozitív ingerek (bab) hatását fokozza, mert indifferens vagy csak kis mértékben stimuláló szubsztrátumokon (üveggolyó) nincs válasznövelő hatása. A mozgásaktivitást csökkentő hatás a Mg felvételével (mézes-vízbe keverve) kapcsolatos és a neuromuszkuláris szinaptikus átvitelre gyakorolt depresszív befolyással kapcsolatos, ami jól dokumentált jelenség (lásd az irodalmi hivatkozásokat Szentesi 1989-ben).

Növényi eredetű természetes anyagok hatása a tojásrakásra A bab termésfalából készült extraktum igen hatásos stimuláló anyagokat tartalmaz, mely a nagyon rossz ingeranyagként szereplő kontroll (endospermium nélküli) pilulák hatását jelentősen megnöveli (2.2 táblázat [1] és [4]). Az extrahálás koránt sem szünteti meg a BTHP tojásrakást stimuláló hatását [2], ami viszont az acetonos eljárás elégtelenségére utal.

A 24 órán át vízben duzzasztott bab magvakról leöntött és friss bab felszínére felvitt folyadék gátolja a tojásrakást [páros t-teszt, kontroll: 20,3 ± 3,9 és a maghéj szűrlettel kezelt bab: 12,6 ± 4,1 (átlag ± szórás) tojás per nőstény, t= 3,0399, df= 6, p= 0,0228; DQ = -23,7 ± 19,9 (átlag és szórás)]. Ez azt jelenti, hogy a maghéjból vízfelvétel során (a) gátlóanyagok jutnak ki (amelyek esetleg kapcsolatban állhatnak azokkal, melyek az L1-re nézve is toxikusak befúráskor (lásd a 3- as fejezetet), vagy (b) stimuláló anyagok bomlanak le. A csak endospermium szűrlettel kezelt babokon is [páros t-teszt, kontroll: 28,4 ± 4,9 és az endospermium szűrlettel kezelt bab: 14,4 ± 4,6 (átlag ± szórás) tojás per nőstény, t= 5,5980, df= 6, p= 0,0014; DQ = -33,1 ± 15,4 (átlag és szórás)] csökken a lerakott tojások száma a bináris tesztben.

A maghéj relatív jelentőségét hangsúlyozza a tojásrakásban az a kísérlet, melyben a maghéjától megfosztott endospermiumra szignifikánsan több tojást raktak a nőstények, mint a maghéjjal rendelkező fél-babszemre [páros t-teszt, csak endospermium: 41,4 ± 9,6 és fél babszem maghéjjal: 18,4 ± 7,1 (átlag ± szórás) tojás per nőstény, t= 4,4557, df= 6, p= 0,0043; DQ = +38,5 ± 20,1 (átlag és szórás)]. Mindkét fajta fél-bab a lapos oldalán feküdt, tehát a felszínnel érintkező felület mérete nem játszott szerepet. Ez esetleg arra utal, hogy a maghéjban olyan anyagok lehetnek, amelyek nem csak a lárvák befúrását, hanem a tojásrakást is valamennyire gátolják.

21 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

A szerves savak, cukrok és alkaloidok (2.3 táblázat) tojásrakásra gyakorolt hatását tekintve, szembetűnő a cukrok semleges vagy enyhén gátló hatása. Ez talán nem meglepő általános előfordulásuk és fagostimuláns jellegük miatt (Bernays & Chapman 1994, Schoonhoven et al. 1998). A szerves savak vagy alkaloidok legtöbbje erősen gátló hatású. Figyelembe kell azonban venni, hogy esetenként jelentősen eltérő molekula súlyuk és igen diverz kémiai szerkezetük következtében, azonos koncentrációk mellett sem hasonlítható össze a hatásuk egy szerkezet- hatás koncepció mentén sikeresen. A figyelem inkább arra a nagyfokú diverzitásra irányítható, amit ezek a vegyületek tükröznek.

Relatív (bináris) és abszolút tesztek összehasonlítása Az 2.4 táblázatban csak olyan vegyületek szerepelnek, melyeket mindkét fajta tesztben vizsgáltunk legalább egy közös koncentrációban. Vitathatatlan a relatív tesztek nagyobb érzékenysége, valamint egyes esetekben a két fajta teszt egymásnak ellentmondó eredménye. Ilyen például a 0,1 M rutin és cisz-akonitsav hatása, melyek abszolút tesztben a kontrolléval megegyezők, relatív tesztben erősen gátlók. Ezzel ellentétben mindkét tesztben hasonló hatású a tannin, és részben az atropin. Ez a vegyületekre vonatkozó jelentősen eltérő érzékelési és/vagy agyi értelmezési mechanizmusra utalhat. A relatív tesztek nagyobb érzékenysége nem csak a kontrollal szemben bizonyítható, hanem koncentrációk tekintetében is (2.4 ábra). Az abszolút tesztekben tapasztalható bizonyos fokú homogenitás felveti, hogy valóban fekunditási válaszról van-e szó a magatartási válasszal szemben. A DQ a tapasztalatok alapján igen jól tükrözi a bináris tesztek érzékenységét, független a lerakott összes tojás számától, ami az abszolút tesztben éppen a legfontosabb változó.

Konspecifikus egyedektől származó anyagok hatása a tojásrakásra Az intraspecifikus verseny csökkentésének és a források egyenletesebb felosztásának széles körben alkalmazott módja az élővilágban a források megjelölése. Alapvetően önző magatartás, amely az egyed rátermettségét növeli. Ez különösen nagy jelentőségű limitált, diszkrét forrásegységek esetében. Az ízeltlábúak körében az elterjedtségéről és jelentőségéről Prokopy (1981) közöl összefoglalót. A források jelölésére használt anyagokat epideiktikus feromonoknak nevezzük. A bruchidák körében is meglehetősen korán felvetődött ilyen anyagok használatának lehetősége, pl. a Callosobruchus maculatus esetében (Umeya & Kato 1970, Mitchell 1975, Sakai et al. 1986).

Egy újabb áttekintés (Nufio & Papaj 2001) különbséget tesz az információk között az alapján, hogy azok a fejlődő utódok jelenlétét jelzik-e, vagy a tojásrakó nőstény utódaira irányulnak. Az előbbit „cue”-nak az utóbbit „signal”-nek tekinti, azaz, ha a lárva jelenlétéből következik a nőstény egyed tojásrakást elkerülő magatartása, akkor az nem minősül jelölő feromonnak/anyagnak. Az utóbbival viszont a nőstény jelzi más nőstények számára a forrás foglaltságát.

A babzsizsik esetében erre a jelenségre az hívta fel a figyelmet, hogy a tenyészetek jellegzetes szaggal rendelkeznek, különösen egy új nemzedék kikelését követően. Már a cikk (Szentesi 1981) írása idején ismeretes volt, hogy az ember számára almaszagú anyag a hímek által kibocsátott észter, amely a feltételezések szerint afrodiziákumként a nőstények receptivitását befolyásolja (Hope et al. 1967, Horler 1970, Halstead 1973). A szag később eltűnik, melyben a magvak felületére került ürülék és a fejlődő lárvák által termelt anyagok egyaránt részesek lehetnek. Az egy adott populáció-méretnél bekövetkező egyenletes tojás- és lárvabefúrási eloszlás (Umeya & Kato 1970) közvetlen indikátorai lehetnek egy ilyen hatásnak.

A gátló hatás kimutatására a következő kísérletekre került sor bináris relatív tesztekben:

22 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

- adult bogarak által már jelölt és jelöletlen magvak összehasonlítása, - szűz és kopulált nőstények és hímek által látogatott magvak összehasonlítása jelöletlenekkel, - a jelölt magvak lemosása és az extraktum felhasználása kísérletekben, - szűz és kopulált hímekből és nőstényekből készült extraktumok vizsgálata, - megfigyelések mindkét ivaron a jelöléssel összefüggésben, - frissen kelt L1 lárvák reakciója a jelölő anyagra, - mikroorganizmusok hatásának kizárása.

Az eredmények azt mutatták, hogy az A. obtectus imágók tojásrakás és a magvakon való mozgás közben olyan anyagokat bocsátanak ki és hagynak a magvakon, amelyek jelentősen gátolnak más nőstény egyedeket a tojásrakásban. Ezek az anyagok vizes és hexános fázisba átvihetők, és ha friss magvakat kezelünk velük, akkor a tojásrakást megakadályozzák. Az anyagok termelése és lerakása nincs összefüggésben sem az ivarral, sem a kopulált vagy nem-kopulált állapottal. Ez természetesen nem jelenti azt, hogy esetleg ugyanazok az anyagok származnak a hímektől és nőstényektől. Emellett további két meglepő eredmény jelentkezett: (1) a hímek is részt vesznek a jelölésben, (2) a lárvákat is befolyásolja a jelölő anyag, melynek kémiai természetét a mai napig nem ismerjük, vélhetően zsírsavak alkotják jelentős részét. A hímek által lerakott anyagok jelentősebb gátlás eredményeztek, mint a nőstényeké. Ez a megállapítás jelentős visszhangot váltott ki (Nufio & Papaj 2001), mert paradox módon jelentkezik annál az ivarnál, melynek a tojásrakáshoz és a forráshasználattal összefüggő jelzésekhez nem sok „köze” van. Mivel egy másik bruchida fajnál is kimutatták (Oshima et al. 1973), ezt az előbbi szerzők így kommentálják (p. 278): „It is often not clear if male ’pheromones’ are signals in the sense defined above or cues incidentally left by males during general activities on hosts (cues such as frass or associated compounds).” Ebből részben utalás történik arra, amit a kísérletek is feltételeztek, hogy a gátló anyagok alapvetően a defekáció során jutnak ki, ill. az ürülékben találhatók, ami viszont a bogarak állandó mozgása közben mindenhova eljut. Ez azonban teljesen irreleváns a hatás szempontjából, mert az ürülékbe a gátló anyagok éppenséggel egy speciális mirigyből is kerülhetnek, vagy ha ilyen nincs, teljes mértékben közömbös, hogy milyen anyagot használnak a bogarak a „foglaltság” jelzésére. A fenti idézet ugyanakkor sántít abban az értelemben, ahogy a „cue” és „signal” definíciója megállapításra került: a hím által lerakott gátló anyag nem lehet „cue”, mert a tojásrakást megelőzően és közben kerül oda.

További jelentős eredmény volt az első stádiumú lárvák (a továbbiakban L1-k) eloszlására gyakorolt hatás. A hatás azért létezik egyáltalán, mert az L1-k lábakkal rendelkeznek és aktív mozgással egy darabig képesek a legmegfelelőbb mag kiválasztására. Amennyiben ezen gátló anyagokat észlelnek, továbbállnak és érintetlen magvakat keresnek. Bár a bruchidák jelentős testméret változtatást képesek elszenvedni a tápláltság és a tömegesség összefüggése szerint (lásd a 3. fejezetet), mégis a lárvabefúrást is befolyásoló anyag ezt a negatív hatást csökkentheti. Természetesen a jelölő anyagoknak csak egy bizonyos populáció méret mellett van pozitív, az eloszlás mértékét növelő hatása.

23 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

2.2 Tojásrakási preferencia

A tárgyalás alapjául szolgálnak: Szabó S. és Szentesi Á. 1982. Kluszterezési módszer alkalmazása preferenciális magatartási reakciók értékelésére. Nem-publikált előadás anyaga. Szabó S. és Dobrovolszky A. 1983. A preferencia vizsgálata sokváltozós módszerekkel. Nem-publikált előadás anyaga, Szentesi Á. és Jermy T. 1999. A preferencia értékelésének problémái. Állattani Közlemények 84, 3-19. c. munkái, továbbá nem publikált kísérletek eredményei.

Bevezetés és célkitűzések A bináris relatív tesztek alkalmazásával egy időben már tanulmányozni kezdtük a több(sok)- választásos relatív teszt módszertani, értékelési és értelmezési aspektusait (lásd pl. Jermy & Szentesi 1978, vagy a IV. Orsz. Etológiai Konferencián 1982-ben, Szabó Sándorral előadott, de publikációra nem került anyagunkat). Folytatva a megkezdett munkát, tapasztalatainkat egy áttekintő cikkben adtuk közre (Szentesi & Jermy 1999).

A preferencia (továbbiakban P) a különböző objektumokra vonatkozó relatív elfogadások valószínűségének készlete (Singer et al. 1992). Két tényezőjét különböztetik meg, az egyik a P- rang, amely az elfogadhatósági sorrendet fejezi ki és tekintettel arra, hogy rendszerint nem szélesen polifág növényevő rovarokról van szó, egy genetikailag rögzült belső (intrinsic) hierarchiát tükröz. A másik a specifikusság, amely az adott objektum irányában mutatott P erősségét jelzi. A P értelmezésére legalább három tudományterület nyomja rá bélyegét: pszichológia-tanulás, táplálékszerzési elméletek és ökológia.

Az első értelmezés a piackutatás, a fogyasztási szokások feltárásában érdekelt alkalmazott pszichológiáé (Irwin 1958), melyben a tanulás kap szerepet. Feltételezi, hogy a preferenciát mutató személy az objektumokat képes megkülönböztetni és a preferencia megvalósulása a kedvelt objektum használatát, vagyis megerősítést (tanulást) jelent. A második az optimális táplálékszerzés koncepcióval kapcsolatos, vagyis a P egyben optimális döntés is. A táplálékszerzési stratégiák determinisztikus változatai feltételezik, hogy az élőlénynek előzetes tudása van az elérhető táplálék féleségekről, ami nem tűnik reálisnak. A harmadik értelmezés az ökológiai kontextusba ágyazott P. Juhász-Nagy (1972, 1979) szerint a P a válogatás folyamatában, elemi bináris (igen/nem) választási lépésekben valósul meg. Juhász-Nagy azt is kiemeli, amit magunk is megfigyelésekkel támaszthatunk alá, hogy a diszkriminációs folyamat szekvenciális lépésekben zajlik, vagyis az élőlények az egyes objektumokat egymás után keresik fel és nincs tudomásuk a teljes elérhető választékról. A válogatási folyamat során tanulásra is sor kerül, mert valamelyik kedvelt objektumhoz kapcsolódó aktivitás egyben megerősítést is jelent.

Az irodalom alapján a leggyakrabban alkalmazott tesztfajta a bináris választási módszer. Akárhány ismétlésben kerül két objektum (kontroll és kezelt) egy térbe, akkor is bináris marad. A valódi többszörös választási kísérletekben kettőnél több, esetenként sok objektum szerepel (több ismétlésben). Eldöntendő kérdés, hogy a teszt méretei egyetlen állategyed, vagy akár egy populáció válaszának mérésére irányul-e. Az előbbi jelentős előnye az egyed magatartásának megfigyelési lehetősége, a másik esetben viszont – feltételezve, hogy az objektumok és a kísérletben szereplő egyedek számát megfelelően állítottuk be – nagy valószínűséggel populációs szintű átlagos választ kapunk, melynek meggyőző ereje nagyobb lehet.

Mindenfajta választási tesztre ellenben érvényes, hogy a felkínált objektumok azonos térben való elhelyezése következtében a kezelések hatása nem független. Emiatt a konvencionális statisztikai eljárások (ANOVA, t-teszt stb.) nem alkalmazhatók. Ez a felismerés az alternatív értékelési eljárások több változatát eredményezte (Chesson 1978, 1983, Manly 1985, 1993, Manly et al.

24 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

1972, 1993, Horton 1995, Peterson & Renaud 1989, Roa 1992, Lockwood 1998), minden tekintetben kielégítő módszer azonban a mai napig nem elérhető.

Egyszerűségük következtében a preferencia indexek terjedtek el, melyek áttekintését lásd Szentesi & Jermy (1999) cikkében. Az egyik legrégebben kidolgozott és gyakran alkalmazott index a Chesson-Manly alfa-index:

ni α = K , n ∑ j=1 j ahol ni egy adott ingerre adott viselkedési válasz értéke (pl. a lerakott tojások száma), az ∑nj pedig az összes egyidejűleg jelenlévő ingerre adott válasz összege. Az eredmény érték intervalluma [0; +1]. Kiszámolása log értékek felhasználásával történik, olyan módon, hogy vesszük az összes ingerre adott válasz log értékét külön-külön, majd ezeket összeadjuk, végül egy adott válasz log-értékét ezzel az összeggel elosztjuk. Egy adott inger tehát ebből az összegből részesedik. Hiányossága, hogy az egyes alfa értékekkel további statisztikai műveletek nem végezhetők.

Egy másik ajánlott módszer a MANOVA, amely a blokkon belüli korrelációkat is figyelembe veszi, ezért jogosult egymástól nem független változók hatásának számítására. Perspektivikusnak látszik az a megközelítés is, amely azzal a null-hipotézissel él, hogy az objektumokra adott válasz a véletlenszerűtől nem tér el, és ezt randomizációs technikákkal vizsgálja.

2.2.1 Egyedi magatartás

Tekintettel arra, hogy a kutatómunka jelentős részét tette ki a tojásrakásra gyakorolt hatások, vegyületek stb. vizsgálata, szükségessé vált a magatartás részletes leírása is. Az egyes elemek tartamának vagy gyakoriságának megváltozása egy adott ingerszituáció elemzését tette lehetővé. A babzsizsik (A. obtectus) tojásrakási magatartásának leírására több alkalommal tettem kísérletet korábban, ám ezek a módszer nehézkessége következtében (mikroszkóp alatti megfigyelés, magnetofonra mondott események és stopper órával mért időtartamok) igen lassúnak és részben pontatlannak bizonyultak. A számítógépes figyelő és mozgáskövető programok, a VTMAS®, majd az EthoVision® (Noldus et al. 2000, 2001), ill. különösen az utóbbi azon változata, mely a magatartás megfigyelésre kifejlesztett Observer® elemeit is magában foglalta, lehetővé tette, hogy a kísérleti arénában tartózkodó állat mozgási paraméterein kívül annak magatartás-formáit is rögzítsük.

2.2.1.1 Anyagok és módszerek

Tenyészetből elkülönített 3 napos nőstényeket használtam, melyeket a kísérletig együtt tartottam hímekkel és mézes vízzel itattam. Tojásrakási lehetőségük nem volt. A teszt céljára 5 cm átmérőjű, 1,5 cm vastag gipszkorongokat készítettem, amelyekbe pontos 6-szöges elrendezésben 7 helyet mélyítettem 10 mm átm. fúróval. Ezekbe a sekély mélyedésekbe helyeztem el a magvakat (2.6 ábra), ami a bogarak esetenként élénk mozgása, mag alá bújási próbálkozása stb. ellenére viszonylag rögzített helyzetben tartotta azokat. A magvakon kívül, kb. 3-4 mm távolságra egy átlátszó műanyagból készült, 3,5 cm átmérőjű henger palástot helyeztem a gipsz felszínére, amely az aréna falául szolgált. A palást felső részét belül talkummal vontam be, hogy a falra felmászó állatok ne szökhessenek el.

25 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

Az aréna megfigyelésére alkalmazott mozgáskövető rendszer (2.7 ábra) az aréna fölé helyezett színes kamerából (SONY DXC-151P, objektív: Canon TV Zoom lens J6x11-II 11,5x69 mm, 1:1.4), az ahhoz csatlakozó képrögzítőből (Panasonic AG-7350), számítógépes digitalizáló (CFG Plus, Visionetics Inst.) és a valós események nagyobb méretben, monitoron (SONY Trinitron PVM-1440QM) való nyomon követését biztosító rendszerből állt. A kamera nagy felbontása, valamint teleobjektív alkalmazása lehetővé tette, hogy a 3,5 cm belső átm. aréna és benne a mindössze 3 mm testhosszúságú bogár kb. 6x nagyításban jelenjen meg a monitor képernyőjén, amely kényelmes megfigyelést biztosított.

A magatartási formák előfordulási gyakoriságának, időtartamának stb. rögzítése egyetlen egyed fokális megfigyelésével, 1 órán keresztül történt. Az előzetes tapasztalat azt mutatta, hogy egy 3 napja deprivált nőstény ennyi idő alatt tojást rak, ha megfelelő inger áll rendelkezésre. Az óra leteltével új aréna aljzatot, újabb magvakat és újabb bogarat használtam, függetlenül attól, hogy tojásrakás történt-e vagy sem. A VTMAS program az automatikus mozgáskövetés mellett a magatartás formák kódolását is lehetővé tette. Ehhez a számítógép billentyűzetén betűket rendeltem az egyes magatartásokhoz, ill. a magvakon kívüli tartózkodáshoz. Minden magatartás „kizárási elv” nélkül (non-exclusive) került definiálásra, amely lehetővé tette, hogy egy magatartási forma rögzítése közben egy másik, vagy még továbbiak is felvételre kerüljenek. Például, a „helyváltoztatás” önmagában is és más magatartás formákkal, az antennálással vagy a tojócső előre-hátra csúsztatásával együtt is előfordulhatott. A „pihenés” vagy üldögélés rendszerint együtt járt tisztogatással. Ezeket az „egybeeséseket” az értékelés figyelembe vette. Az egyes jól elkülöníthető magatartásformák a következők voltak:

Körbejárás: a mag gyors körbejárása, „exploráció”. Antennálás/palpálás: a körbejárás közben, később a nélkül is, a maghéj sűrű érintése az antennákkal és szájszervi tapogatókkal. Repülés: indifferens vagy nem preferált objektumok explorálása után. Megállás: tényleges megállás, pihenés, üldögélés, a helyváltoztatás hiánya. Tisztogatás: megállás esetén a csápok és lábak tisztítása, az összegyűjtött anyag továbbítása a hátsó lábak felé. Rágás a magköldöknél: valamennyi mag az oldalán feküdt, így a köldök-rész szabadon maradt. A köldök durvább tapadási felületén a tojásrakás „felkészítő (primer) szakaszában” intenzív rágást végeznek a nőstények. Ennek látható nyoma nincs. Általában csak a kedvelt magvakon végzik. Véleményem szerint ez megfelel annak a magatartásnak, amely természetes körülmények között, a szabadban jelenik meg tojásrakáskor. A babzsizsik életciklusának azon részére utal, amikor a nőstény először egy nyílást rág a babtermésen tojásrakás előtt. Előre-hátra mozgás kitolt áltojócsővel: az előzővel összefügg, rendszerint a rágást követi, és a tojásrakást megelőzi. A szabadban történő tojásrakáskor azt a fázist jelenti, amikor egy rágásai sorozat után a nőstény „belepróbálja” az áltojócsövet a lyukba, hogy megfelelő nagyságú-e. Erre utal az is, hogy legtöbbször ugyanott próbálgatja az áltojócsövet, ahol a rágást végezte a magon. Tojásrakás: a nőstény a mag felületéről annak alsó részére csúszik, majd az áltojócsövet teljesen kinyomva a mag alá rak egy vagy több tojást. A szabadban történő tojásrakáskor az áltojócsövet a rágott lyukon keresztül a termésbe vezeti és egy helyre több tojást rak.

A fentiekben említett „felkészítő szakasz” értelmezése: Huignard (1970) szerint a babzsizsik nőstények kb. 30 érett petével a laterális petevezetőben kelnek ki a bábkamrából. Órákon, néha perceken belül sor kerül a kopulára, majd nem sokkal később a tojásrakásra. Ehhez azonban

26 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

adekvát ingerek kellenek, amelyek nélkül nem vagy csak sporadikus tojás „elszórás” történik. A kísérletekben használt nőstények bár kopuláltak, alkalmuk nem volt tojásrakásra. Még ha a megfelelő ingerek jelen vannak is, akkor is szükség van az előkészítő szakaszra, ami a tojásoknak a laterális petevezetőből való továbbhaladásának elindításához szükséges.

Az arénában elhelyezett magvak köré egymással érintkező virtuális zónákat rajzoltam, amelyek kissé nagyobbak voltak a magvaknál és arra szolgáltak, hogy a bogarak mozgása és magatartása magvanként legyen nyilvántartható és elemezhető. A mozgáskövető rendszer a zónákba lépést és azok elhagyását automatikusan rögzítette. Igen fontossá vált ez annak kimutatására, hogy a bogarak követnek-e, kitüntetnek-e bizonyos útvonalakat, pl. az egyik kedvelt magtól a másikig megtehető legrövidebb utat választják-e?

Többféle mag jelenlétének vizsgálatakor a magvak helyzetét minden futtatáskor (= ismétlés) randomizáltam. Az értékeléskor viszont a futtatásokat azonos pozíciókra standardizáltam, hogy átlagolhatók legyenek. Az EthoVision a mozgás jellemzésére számtalan lehetőséget ad (irányultság, sebesség, megtett úthossz, az útvonal egyenessége stb.). A magatartásformák elemzéséhez az adatokat az Observer-be kell exportálni, ahol feldolgozhatók és jellemző paramétereik kinyerhetők (gyakoriság, latencia, teljes és relatív időtartam stb.).

A következő elrendezésekben vizsgáltam a tojásrakási magatartást 11-37 ismétlésben: (1) homogén: majdnem indifferens objektumok (8 mm átm. üveggolyók); (2) homogén: 174-176 mg tömegosztályba tartozó gyöngybab; (3) heterogén: 7 különféle Leguminosae mag, amelyekben rendszeresen vagy alkalmanként a babzsizsik kifejlődik. Ezek: Glycine max (150-180 mg), Phaseolus vulgaris (170-180 mg), Pisum sativum (150-180 mg), Lupinus albus (140-170 mg), Lablab purpureus (130- 160 mg), Lathyrus sativus (140-170 mg) és Vigna unguiculata (130-160 mg); (4) heterogén: a bab nincs jelen (a helye üres), a (3)-ban felsorolt többi mag jelen; (5) heterogén: a bab nincs jelen (a helyén egy 6 mm átm üveggolyó), a (3)-ban felsorolt többi mag jelen.

A különböző kísérleti helyzetekben mutatott magatartások paramétereinek [a magvak/ objektumok látogatási gyakorisága, az adott magatartás teljes időtartama (sec) és az egyes magatartások átlagos hossza (sec)] összehasonlítására GLM MANOVA-val került sor, amely az irodalomban is javasolt (Roa 1992). Az átlagok összehasonlítását nem végeztem el, mert Manly (1993) kritikája nyomán többszörös t-tesztre (un. Hotelling-teszt) lett volna szükség, ui. a szokásos átlag összehasonlító tesztek itt nem alkalmazhatók.

2.2.1.2 Eredmények

A babzsizsik általánosított tojásrakási etogramját a 2.8 ábra mutatja. A tojásrakásig 2 fő lépésben jut el a nőstény. Első a mag felderítése, amely annál rövidebb, minél alkalmatlanabb az objektum. Az alkalmatlan objektum elhagyása rendszerint lemászással történik, de gyakori a repülés is. Az alkalmasság megállapításához az állat nagy sebességgel körbejárja a magot, miközben élénken tapogatja az antennákkal és az állkapcsi és ajak-tapogatókkal. Az ezek által nyújtott információk elsődlegesek, az áltojócsőnek semmilyen érzékelési szerepe ekkor nincs. A felderítő magatartás a 2.1.2-ben ismertetett konspecifikus jelölés detektálását is szolgálja valószínűleg. Gyakori a megállás is, sőt a mag elhagyása. Amennyiben az objektum tojásrakásra alkalmas, a fenti magatartás-sor ismétlődik, majd egy idő után újabb formák kapcsolódnak be. Ezek alkotják a felkészülési (primer) szakaszt, amelyben új elemek a rágás a köldök tájékán és a mag felületén, valamint a mag felületének érintgetése a köldök tájékán vagy másutt az áltojócső

27 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

végével. Fél- vagy háromnegyed óra elteltével a bogár a mag alsó részére csúszik, az áltojócsövet hosszan a mag alá vezeti, és néhány tojást rak kb. 10 perc alatt. Ez a harmadik, a tojásrakási szakasz. Rövidebb nyugalmi idő után az egész újra kezdődhet, preferált magon rendszerint a felkészülési szakasztól kezdve.

Az 2.5 táblázatból látható, hogy majdnem teljesen indifferens objektumokon (üveggolyó, I) jelentős a felderítési szakasz, sok a mozgás, de nem fordul elő tojásrakás és az azt megelőző felkészülési szakasz, valamint sok időt töltenek a golyókon kívül. A legkedveltebb tápnövényen (bab, II), rövidebb a felderítő szakasz és dominál a felkészítő, majd a tojásrakási szakasz, valamint igen alacsony a látogatás gyakorisága. A babmagvakon való tartózkodás hossza, bár valamennyi azonos értékű ingernek számít, jelentősen változhat két okból: (a) valamelyiket végleges, tojásrakási szubsztrátumnak ki kell választania, (b) a 7-es mag helyzete általában, mint a hatszög közepén található bab, különleges, ezen keresztül lehet a legkönnyebben megközelíteni a többi babokat, ezért ezen a magon keresztül halad át leggyakrabban. Mivel minden bab elvileg egyenértékű, „nem éri meg” látogatásokkal tölteni az időt. Heterogén stimulus helyzetben (III) az objektumok rangsorolása történik meg. Amennyiben a legkedveltebb mag is jelen van, az aktivitás erre irányul, bár a másodlagosan kedvelt magvak (Lablab és Vigna) a többihez képest jelentősen nagyobb figyelmet kap. Az inger heterogenitásnak tudható be a nagyfokú felderítő aktivitás, amit az ugrásszerűen megnövekedett látogatási gyakoriság fejez ki. Amennyiben a legkedveltebb inger hiányzik (IV) a rangsorban utána következők nyerik el a legnagyobb figyelmet és ezeken tojásrakás is előfordul, ami korántsem olyan hosszú szakaszokat mutat, mint III-ban. A IV-es és V-ös variációkban mutatkozik a maximális látogatási gyakoriság, ami a bab hiányával, ugyanakkor az elfogadható nem-tápnövények jelenlétével magyarázható. Figyelemre méltó a rágási magatartás arányának jelentős lecsökkenése. Lehetséges, hogy ez a kulcstényező abban, hogy miért nem találunk rágott lyukakat (és tojásrakást) un. elfogadható nem- tápnövények termésein a szabadban. Ha a legkedveltebb ingert egy részben indifferens objektummal helyettesítjük (V), az eredmény alapvetően nem változik, bár eltérések vannak, pl. a felderítő szakasz rövidebb. Az 2.9a-e ábrák a fenti I-V kísérleti helyzetben mutatják be két paraméter [a magatartások gyakoriságának és a magatartás hosszának (sec)] változását 8 magatartás vonatkozásában.

A MANOVA alapján, mind a fő, mind pedig az interakciós hatások erősen szignifikánsak: A kísérleti elrendezés hatása: Wilk lambda: 0,5662, F16, 3068= 39,2343, p< 0,0001. A magatartás formák hatása: Wilk lambda: 0,2631, F28, 3621= 57,9683, p< 0,0001. A kísérleti elrendezés X magatartás formák: Wilk lambda: 0,3608, F112, 3990= 10,4251, p< 0,0001.

2.2.1.3 Tárgyalás

A babzsizsik tojásrakással összefüggő magatartása egy rugalmas rendszer, amelyben az összetevők relatív hossza és gyakorisága lényegesen változik a rendelkezésre álló ingerek minősége szerint. A kapott eredmények csak részben támogatják Courtney et al. (1989) hierarchikus-küszöb modelljét (HKM), amely a többválasztásos tesztekben az elsődleges tápnövény használatának csökkentését jósolja, ha alternatívák is jelen vannak (lásd kissé részletesebben a 2.3 pontban). A csökkenés (2.5 táblázat, III) azonban nem lényeges, mert a másodlagosan kedvelt magvakat ugyanolyan gyakorisággal látogatták, mint a rangsorban leghátul találhatókat, ami arra a természetes magatartásra utal, mely alapján a kísérleti állat felderíti az összes rendelkezésre álló lehetőséget. Jelentős változás akkor következik be, amikor az elsődleges tápnövény nincs jelen (IV, V), de a sorrendben a bab után legjobban kedvelt Lablab és Vigna pozíciója lényegében nem változik III-IV-V-ben. Nyilvánvaló, hogy az egész kimenete függ attól a távolságtól, amely az elsődleges és további növényeket a genetikailag

28 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

rögzült preferencia templátban elválasztja egymástól. Teljes mértékben egyenértékű tápnövényeket valószínűleg nem találunk, a lehetőség mégis inkább a szélsőségesen polifág fajok esetében áll fenn. Úgy látszik, hogy a lablab előbbre áll a preferencia hierarchiában a Vigna-hoz képest.

2.2.2 Populációs válaszok relatív tesztekben

Populáció-szintű válasznak azért tekintem ezt a tesztet, mert 100 A. obtectus nőstény egyidejű válaszáról van szó. Elvileg megvalósulhat a szinkron választás, ugyanis még ugyanabban a térben jelen lévő ismétlések esetén sem lehetséges, hogy az összes nőstény ugyanazon az ingerfajtán helyezkedjen el, ami természetesen nem zárja ki, hogy egy kedvelt ingerre igen sok tojást ne rakjanak időben elhúzódva. A preferenciák ezért, kezdetben legalább, eloszlanak. A tesztnek jelentős hátránya, hogy az egyedi magatartás nem figyelhető meg, valamint a kedvelt és nem kedvelt objektumok aránya erős versenyt és kényszert jelenthet a tojásrakásra. Előnye viszont, hogy akár 40-50 ingerféleség egyidejűleg vizsgálható. A magvak elrendezése random, ezért egymásra gyakorolt hatásuk igen sok variációban valósulhat meg a szekvenciális látogatások során és összehasonlítást tesz lehetővé.

2.2.2.1 Anyagok és módszerek

Az 1980-as évek elején kidolgozott tesztelő apparátus részletes leírása Szentesi (2003)-ban található. Lényege, hogy egymásra rétegezett 4 mm vastag és 30 x 30 cm-es méretű plexiüveg lemezekből áll, melyek közepén 25 cm átmérőjű kör alakú nyílás van. (A lapok számának növelésével nagyobb rovar is elhelyezhető az apparátusban.) A legalsó 2 lap a tesztelő lapot fogja közre (ez nem csak plexi, hanem tartással bíró vastagabb karton is lehet), az egészet felülről pedig egy olyan lap zárja le, amelyen az állatok bejuttatására, valamint a szellőztetésre alkalmas hálóval lezárt nyílások vannak (2.10 ábra). A készülék „lelkét” a tesztelő alaplapba készített nyílásokba helyezhető 12 x 10 mm kis üvegedénykék adják, melyek peremükkel felfekszenek a tesztlap nyílásain. Számuk tetszőlegesen változtatható egy alapvetően 3-szöges elrendezés szerint. Ekkor – a szokásos, a fal mentén alternáltan és egy körben elhelyezett inger- elrendezéssel szemben, ahol ez nem valósul meg – az ingerek egymástól azonos távolságra kerülnek. Mivel egy teszt készülékben egy-egy inger több ismétlésben fordult elő, valamint helyzetüket randomizáltam, ezért jó esély volt arra, hogy minden inger minden más ingerrel szomszédságba kerüljön.

Az egy térben ismételt ingerek természetesen nem igazi ismétlései egymásnak, hanem pszeudoreplikációk. Ezért ezek átlagát használtuk és csak az egyes futtatásokat tekintettük ismétléseknek. Arra törekedtünk, hogy az ismétlések száma lehetőség szerint min. 3-szorosa legyen az ingerek számának, ez sok esetben nem volt megvalósítható (ingerként szolgáló anyagok korlátozott mennyisége következtében). A lerakott tojások száma nem adható meg nőstényenként, mert nem volt megállapítható, hogy egy ingerre hány nőstény rakott tojást. Ehelyett az edényenként lerakott tojás-számot használtuk.

A 2.2 pont bevezetésében említett statisztikai értékelési problémák ebben az esetben is érvényesek voltak. Sőt, még súlyosabb helyzet keletkezett, mint az egyedi tesztelések esetében, amikor többféle magatartás-forma rögzítésére volt lehetőség. A populáció-szintű tesztelés esetében egyetlen függő változó, a lerakott tojásszám, volt elérhető, mely esetében a MANOVA sem alkalmazható, mert több függő változó figyelembe vételét követeli meg. A lehetőségek a sokváltozós adatfeltárási eljárások (klaszter és PCA) és a randomizációs módszerek körére

29 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

szűkülnek olyan változók felhasználásával, mint az ingerként használt növényfajok, pilulába kevert vegyületek, magalak, tömeg és tojásszám.

A következő vizsgálatokra került sor:

A. Egyfajta inger kvázi-foltos környezetben A tojáseloszlás jellegét kívántuk meghatározni. Azért kvázi-foltos a környezet, mert az egyfajta inger ellenére nem ismert hatások foltosságot eredményezhetnek. Ezek a vizsgálatok éppen ezek feltárására irányultak.

(A1) A többválasztásos készülék tesztelése 97, ill. 121 üres hellyel. Cél: a készülék homogenitásának ellenőrzése. Feltételezés: a helyek egyenértékűek és többé-kevésbé egyenletes tojáseloszlást eredményeznek, vagyis a tojásrakás független az edény helyzetétől. Módszer: inger nincs jelen, 100 nőstény + 10 hím/futtatás (ismétlés). Négy futtatás 97 hellyel, 5 futtatás 121 hellyel. Statisztikai értékelés: eloszlás illesztés.

(A2) Ugyanaz mint (A1) csak babbal. Módszer: Ph. vulgaris termesztett változat (kultivár, a továbbiakban: cv.) Szálkás gyöngy 13 futtatás, cv. Fehér közép 7 futtatás, 100 nőstény + 10 hím/futtatás. Statisztikai értékelés: eloszlás illesztés.

(A3) A tojásrakó edénykék egymástól való távolsága hatásának vizsgálata egyetlen babfajta felhasználásával. Módszer: Ph. vulgaris cv. Szálkás gyöngy, azonos távolságban lévő magvak 12, ill. eltérő távolságban lévő magvak 8 futtatással, 37, 73 és 121 maggal, külön-külön, ugyanakkora felületen. Értékelés: ábra.

(A4) Különböző méretű babok (magtömeg osztályok) vizsgálata. Cél: a forrásméret változás hatásának vizsgálata. Milyen léptékű egyedi forrásméret változást képesek a tojásrakó nőstények érzékelni? Másként fogalmazva: a „tojáscsomó” (clutch-size) nagysága, azaz az egyszerre lerakott tojások száma, változik-e a diszkrét forrás méret-változásával? Módszer: Ph. vulgaris cv. Szálkás gyöngy. Három tömegosztály: 140-170, 200-230 és 260-300 mg. 12 futtatás, 100 nőstény + 10 hím/futtatás, 37 maggal. Statisztikai értékelés: Chesson-Manly index (a továbbiakban C-M index).

B. Kétfajta inger változó arányban (B1) Cél: ingerek relatív arányának változtatása milyen mintázatot eredményez a tojásrakásban? Ehhez pozitív (bab) és részben indifferens (6 mm átm. üveggolyó) ingerek arányát változtattuk 19 lépésben (121, 120, 119, 118, 117, 116, 115, 111, 110, 99, 88, 77, 66, 55, 44, 33, 22, 11 és 0 üveggolyó), 121:0 (üveggolyó : bab) és 0:1 között. Módszer: 121 férőhelyes tesztlap, az arányok szerinti pszeudoreplikáció (pl. 88 üveggolyó és 33 bab), 100 nőstény + 10 hím/futtatás. Statisztikai értékelés: nem lehetséges, mert egyetlen futtatás (ismétlés) készült arányonként.

C. Többféle inger (C1) Természetes eredetű igen heterogén ingermintázat tesztelése: 11 növényfaj [8 Leguminosae-faj, 2 Gramineae-faj és egy részben indifferens (üveggolyó)]. Módszer: 121 férőhelyes tesztlap, 33 futtatás, 11 pszeudoreplikáció/növényfaj, 100 nőstény + 10 hím/futtatás. Növényfajok: Lupinus albus, Glycine max, Phaseolus vulgaris, Cicer arietinum, Vicia faba, V. sativa, Lathyrus sativus, Pisum sativum, Sorgum dochna, Zea mays, valamint 6 mm átm. üveggolyó. A növényfajok 3 csoportba sorolhatók: tápnövények (Phaseolus), elfogadható nem- tápnövények (Lupinus, Glycine, Cicer, Vicia faba, V. sativa, Lathyrus és Pisum) és nem- elfogadható nem-tápnövények (Sorgum, Zea). Statisztikai értékelés: A lerakott tojások számának

30 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

megjelenítése. Klaszter analízisre és PCA-ra is sor került, de ezek újabb információkat nem tártak fel, mert a tojásszámon kívül további változók nem álltak rendelkezésre.

(C2) A „szűkebb”, csak Leguminosae-fajokat magában foglaló tápnövény körből 12 faj komplex vizsgálata, melynek értékelésébe nem csak a többválasztásos tesztben lerakott tojások számát, hanem magparamétereket és lárva túlélési adatokat is beleépítettem. Módszer: 37 férőhelyes tesztlap, 3 pszeudoreplikáció/futtatás/növényfaj + 1 üres hely, 36 futtatás, 100 nőstény + 10 hím/futtatás. Magvak: Lupinus albus, Glycine max fajtajelölt (a továbbiakban: acc.) ISz 14, Vigna angularis, V. radiata, V. unguiculata, Phaseolus vulgaris cv. Pinto, Cicer arietinum, Vicia faba acc. K-29, V. sativa, Lens culinaris, Lathyrus sativus és Pisum sativum cv. Grüne Perle. Statisztikai értékelés: A nevezett babfajtákon tömeg-, méret- és alakméréseket végeztem, az abszolút tojásszám adatok, lárva mortalitás és adult kelés adatai is ismertek voltak, összesen 10 változót tudtam minden fajta esetében figyelembe venni a klaszterezés és PCA számítások esetében. A PCA analízist kétféle módon végeztem: a) a fajták, mint változók (10-10 paraméterrel), és b) az említett fajtatulajdonságok, mint változók. Ezek közül 5 változót kiemelten fontosnak és 5 változót járulékosnak, egyet, a fajtákat, pedig csoportosító változónak tekintettem. C-M indexet is számoltam.

(C3) 10 babfajta vizsgálata tojásrakási preferencia tekintetében. Mivel itt csak az elsődleges tápnövény szerepel, az eljárás alkalmas gyakorlat számára hasznosítható következtetések (ellenálló képesség mértéke) levonására. Módszer: 37 férőhelyes tesztlap, 3 pszeudoreplikáció/ futtatás/babfajta + 4 üres hely, 33 futtatás (ismétlés), 100 nőstény + 10 hím/futtatás. Magvak: Phaseolus vulgaris fajták: Valja, No. 301, Pinto, Constanca, Tápiói cirmos, Nagykállói, Amboy, Chevrier vert, Budai közép és Harvester. Statisztikai értékelés: Tekintettel arra, hogy a nevezett babfajtákon tömeg-, méret- és alakméréseket végeztem, az abszolút tojásszám adatok, lárva mortalitás és adult kelés adatai is ismertek voltak, összesen 10 változót tudtam minden fajta esetében figyelembe venni a klaszterezés és PCA számítások esetében. A PCA analízis kétféle módon végeztem: a) a fajták, mint változók (10-10 paraméterrel), és b) az említett fajtatulajdonságok, mint változók. Ezek közül 5 változót kiemelten fontosnak és 5 változót járulékosnak, egyet, a fajtákat, pedig csoportosító változónak tekintettem. C-M indexet is számoltam.

(C4) Különféle, természetesen előforduló másodlagos növényi anyagcsere termékek (alkaloidok, fenolok, szerves savak stb.) prezentálása pilulákban és a tojásrakásra gyakorolt hatásuk vizsgálata. Lehetővé vált egy durva-szintű szerkezet-hatás vizsgálat is. Módszer: Összesen 43 vegyület (+ 3-féle kontroll). 91 férőhelyes tesztlap, 2 pszeudoreplikáció/futtatás/vegyület + 1 üres hely, 6 futtatás, 100 nőstény + 10 hím/futtatás. Vegyületek: lásd a 2.8 táblázatot. A pilulák készítését lásd az Appendixben. Statisztikai értékelés: Többváltozós adatfeltárási eljárások (klasszifikáció és ordináció) csak a relatív, majd kombináltan a relatív és abszolút tesztekben lerakott tojások száma, a tojás mortalitás, a pilulákon kívül elpusztult L1-k, imágókelési %, imágó száraz testtömeg, minimális és maximális fejlődés idő felhasználásával végezve.

(C5) A bab terméshéjából készült extraktum tojásrakásra gyakorolt hatásának vizsgálata pilulákkal. Az extraktum készítését lásd az Appendixben. Módszer: 121 férőhelyes tesztlap, 13 pszeudoreplikáció/futtatás/anyag + 4 üres hely, 5 futtatás, 100 nőstény + 10 hím/futtatás. Anyagok: lásd a 2.2 táblázatban, a következő számú változatokban készültek pilulák: [2], [3], [4], [5], [8], [10], [12], [13] és [14]. Statisztikai értékelés: hierarchikus osztályozás.

31 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

2.2.2.2 Eredmények és tárgyalásuk

A. Egyfajta inger kvázi-foltos környezetben Elsőként, ahol ez lehetséges, a tojásrakási válaszhoz legpontosabban illeszthető eloszlási típust mutatom be, utána az edényenként lerakott tojások eloszlását.

(A1) A nőstények inger hiányában is raktak – bár igen alacsony számban – tojásokat: 1,13 ± 0,17 átlag tojás/edény (± SE) a 97-es alaplapon és 1,64 ± 0,31 tojást/edény a 121 férőhelyes alaplapon. A tojások eloszlása ellenben korántsem volt egyenletes, mindkét tesztben a generalizált Pareto (az exponenciális és Pareto keveréke)-eloszlást követett [MathWave EasyFit 3.2 program, 97-es férőhelyen: kalak= 0,33, σskála= 0,87, legjobb illesztés-teszt, Kolmogorov- Smirnov teszt d= 0,1552, ami kisebb, mint a d= 0,1655 p= 0,01-nél, χ2 teszt= 4,041, df=6, ami kisebb, mint a 16,812 p= 0,01-nél; 121-es férőhelyen: kalak= 0,55, σskála= 0,75, legjobb illesztés- teszt, Kolmogorov-Smirnov teszt d= 0,1064, ami kisebb, mint a d= 0,1482 p= 0,01-nél, χ2 teszt= 14,119, df= 6, ami kisebb, mint a 16,812 p= 0,01-nél], azaz igen sok edénybe egyáltalán nem raknak tojást és egyre kevesebbe néhányat, mindenesetre emelkedő számban. Az egyes edényekbe rakott tojások eloszlását a 2.11 ábra mutatja. Szembetűnő az x-tengely középső szakaszán néhány kiugró adat, amely az állatok egyenetlen eloszlására utal (beöntő nyílás alatti edénykékben maradó néhány állat miatt ott több tojás maradt).

(A2) Amennyiben a teszt-lapokon csak bab található, az eloszlás a generalizált extrém érték eloszlással írható le, amely szerint kevés edénybe raknak kevés tojást, a legtöbb edénybe jelentős számút és rendkívül kevés számú edénybe egyáltalán nem raknak, ez tulajdonképpen aszimptotikusan közelít a zéró felé. [MathWave EasyFit 3.2 program, 97-es és 121-es férőhelyen együtt: kalak=0,08, σskála=4,60, legjobb illesztés-teszt, Kolmogorov-Smirnov teszt d= 0,060, ami kisebb, mint a d= 0,1482 p= 0,01-nél, χ2 teszt= 4,414, df=6, ami kisebb, mint a 16,812 p= 0,01- nél.] A kétféle tesztlapon készült teszteket egyesítettem, az 2.12 ábra relatíve egyenletes edényenkénti eloszlást mutat, és általában homogénnek tekinthető a válasz.

(A3) A tesztelő készüléken belül, az ingerforrások egymástól egyforma vagy különböző távolságra való elhelyezése nem befolyásolta a lerakott tojások számát homogén inger (bab) esetén (2.13 ábra).

(A4) Az A. obtectus nőstények élesen elkülönítették a vizsgált 3 magtömeg osztályt a lerakott tojások alapján (2.14 ábra), melyek között a legkisebb és legnagyobb magtömeget tekintve 2- szeres, a legkisebb tömegkülönbséget tekintve pedig csak 30 mg eltérés volt. Ez azt bizonyítja, hogy képesek felmérni a rendelkezésre álló forrás relatív méretét és aszerint változtatni az egyszerre lerakott tojások számát (a clutch-size méretét). Lásd részletes tárgyalását Szentesi (2003) közleményében.

Valamennyi ide tartozó vizsgálat azt bizonyította, hogy a bogarak a teljes rendelkezésre álló teret a tesztelő apparátusban bejárták és viszonylag egyenletesen osztották el a tojásokat az edényekben. Eltérések az ingerszituáció szerint adódhattak. Az eredmények azt is mutatták, hogy a tesztelőbe helyezett nőstények száma arányos volt az ingerek számával, ha azt bab alapján mérjük.

B. Kétfajta inger változó arányban (B1) Jellegzetes eloszlások jelentkeztek, amennyiben a kedvelt tojásrakási ingerforrás számát növeltük az indifferens hátrányára (2.15a-c ábrák). Amíg nincs bab jelen, az átlagosan 4,16 tojást/edény raktak, ui. sok tojás kerül az üveggolyókra is, sőt a bab exkluzivitása sohasem

32 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

valósul meg, mert a bab túlnyomó jelenlétében is raknak tojást az előbbiekre. Ha csak egy edénykébe helyeztünk babot, akkor arra 1380 tojást raktak a nőstények, majd amikor növeltük a babok számát, beállt egy 20-25 tojás/edény értékre. Maximumát 10:1 üveggolyó : bab aránynál érte el (34,5 tojás), majd a további babszám növelés 30 tojás körüli értéken hagyta. A kezdeti állapotoktól az egy babra rakott tojások száma exponenciálisan csökkent (2.15a ábra), míg az üveggolyóra rakott tojások száma jelentősen mozgott (2.15b ábra). Az edények számára átlagolt tojások száma nagyjából a 20-35-ös sávban volt az 59,9:1 aránytól, azaz 2 babtól kezdve (2.15c ábra). A teljes edényszámra vonatkoztatott adatnak csak annyiban van jelentősége, hogy a nőstényekben éretten található tojások számát mutatja, melyet 3 nap alatt lerakhatnak, ami tehát maximált érték. Ez nem vonatkozik a kezdeti kedvezőtlen ingerszituációra, ami miatt kevesebbet raknak.

C. Többféle inger

Növényi magvak (C1) Igen éles különbségek jelentkeztek a gazdanövény (Phaseolus), elfogadható nem- gazdanövények (Lupinus, Glycine, Cicer, Vicia faba, V. sativa, Lathyrus és Pisum) és a nem- elfogadható nem-gazdanövény (Sorgum és Zea) között, a lerakott tojásszám tekintetében (2.16 ábra). A második kategória sem általánosságban értendő, hanem egyes fajták nagyobb mértékű preferáltságában, mások teljes elutasítása alapján. A Phaseolus nagymértékben elkülönült a többitől. Klaszterezés alapján külön csoportot alkotott a Glycine, Cicer, Vicia faba és Lathyrus, és egy harmadikat a Lupinus, Vicia sativa, Pisum, Sorgum és Zea (2.17 ábra). Annak érdekében, hogy a klaszterezés során a második és harmadik csoportot jobban elkülöníthessük, a babot elhagytuk és ismét elvégeztük az osztályozást (Szabó S. & Szentesi Á., Szabó S. & Dobrovolszky A., nem publikált adatok). Az eredmény ugyanaz lett. Az abszolút tojásrakási tesztekben tapasztaltakkal ez nagyjából egyezik (3.1 táblázat). Az üveggolyó jelenléte (a második klaszterben) és preferáltsági foka azért figyelemre méltó, mert kémiai ingerek nélküli (valószínűleg alakon alapuló) vonzó hatása nagyobb mértékű, mint egyes elfogadható nem- tápnövényeké, melyek feltehetően gátló ingereket is szolgáltatnak. Az eredményekben az az érdekes, hogy a fent közölt magasabb-szintű besorolás, amely a gazdanövény, elfogadható- gazdanövény stb. kategóriákon alapul nem egyezik a klaszterezés által készült csoportokkal. Ez nem elvi különbség, mert a klaszterezés pusztán a lerakott tojások száma alapján, míg a fenti beosztása a lárva-imágó fejlődés szerint készült. A kettő nem szükségszerűen egyezik (lásd a 3. fejezetben), és a csoportba soroláshoz elegendőek a forma és a maghéj kémiai ingerei által kiváltott válaszok. Egy „idegen” növényre való tojásrakást tehát nem csak annak a többi növénytől mérhető taxonómiai helyzete befolyásolja.

(C2) A nem Leguminosae-fajok elhagyása és csak azon pillangósvirágú fajok vizsgálata többválasztásos tojásrakási tesztekben, amelyekből A. obtectus imágók keltek (a Vicia sativa kivételével), jelentős eltéréseket eredményezett az abszolút tojásrakási tesztekben és a nevelési kísérletekben kapott eredményektől (3.1 és 3.6 táblázatok). (Az utóbbiak nem szükségszerűen egyeznek meg az 2.6 táblázat adataival, mert míg az előbbiek olyan átlagértékek, amelyekben több, esetenként sok termesztett fajta vagy fajtajelölt adata található, addig az 2.6 táblázat adatai csak a megnevezett fajra, fajtára vagy fajtajelöltre vonatkoznak.) A többválasztásos tesztben a legtöbb tojást az elsődleges tápnövényre rakták és lényegesen kevesebbet az összes többi elfogadható nem-tápnövény kategóriába tartozóra (2.18 ábra). Ezek közül is kiemelendők a Vigna-fajok (a V. unguiculata kivételével) és a Vicia faba, mert ezekre jóval több tojást raktak, mint az említett kategória további fajaira, mint ahogy azt a C-M index eredményei is megerősítették (eredményekről nincs ábra). A kétféle teszt (és további adatok, 2.6 táblázat) összehasonlítása azt mutatta, hogy míg az abszolút tesztben rakott tojások számát illetően nem

33 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

volt szignifikáns különbség a fajok között, addig a relatív tesztben ezek a különbségek igen jelentősek lettek. Paradox módon azon fajokat kedvelték a relatív tesztben, amelyek kevéssé alkalmasak arra, hogy egy lárva imágóvá fejlődjön bennük (Lupinus, Glycine, Vigna radiata). Ugyanakkor kikelt imágók százaléka egyáltalán nem tükrözte sem az egyik, sem a másik típusú tesztben tapasztalt preferenciát. A relatív tesztben jelentősen kedvelt Lupinus és V. radiata csak alacsony százalékban vagy egyáltalán nem támogatta a lárvafejlődést, ugyanakkor a tojásrakás szempontjából nem kedvelt V. unguiculata jelentős mértékben, sőt ez nem különbözött a Phaseolus-tól. Vigna-fajok és Phaseolus kapcsolata jóval szorosabb a Phaseoleae tribuszon belül (taxonómiai helyzetük tisztázása előtt a V. angularis és radiata a Phaseolus nem tagja volt!). A leírtakkal teljes mértékben megegyező eredményeket kapott Ofuya & Credland (1996). Az általuk vizsgált Bruchidius atrolineatus abszolút tesztben nem különböztette meg a táp- és elfogadható nem-tápnövényeket, míg relatív tesztben szignifikáns különbséget tett 4 Vigna faj között, melyekben egyébként 40-90 % közötti imágófejlődési rátát mutatott.

Az adatfeltáró módszerekkel (klaszter és PCA) végzett analízisek egy teljesebb képet mutatnak a fajokról, mert a tojásrakást és lárvafejlődést befolyásoló tulajdonságokat komplex módon figyelembe veszik. A növény fajok és a bruchida tulajdonságain (10 paraméter) végzett klaszterezés (2.19 ábra) kiemelte a relatív és abszolút tesztben lerakott tojásszámokat és a magtömeget. Az utóbbiról tudjuk [lásd az (A4) pontot], hogy jelentős faktor a tojásrakás szempontjából. A lárva mortalitás és imágókelés a magalakkal összekapcsolható (lásd a 6. fejezetet). A 10 paraméter figyelembe vételével készült fajok szerinti osztályozás (2.20 ábra) finomabb felbontást adott, mintha csak a lerakott tojások számán alapult volna. A magtömeg szerepe tükröződött a 3 klaszterben: az elsőbe a Phaseolus és Vicia faba tartozott, melyek magtömege igen nagy, lerakott tojásszám nagy és az adult kelés is jelentős volt. A másodikba a Vigna-fajok, Lens és a Vicia sativa tartoztak melyek magtömege közepes és kicsi. A harmadik csoportban a magtömeg nagyobb, mint a harmadikban, de kisebb, mint az elsőben. A második és harmadik csoport az elfogadható nem-tápnövény státuszt jeleníti meg.

A főkomponens analízisben az első 2 faktor a variancia 90,7 %-át hordozta (kum. sajátérték 10,88). Az 1. és 2. faktor által felrajzolt síkban elhelyezett Leguminosae-fajok a klasztereket tükrözték (2.21 ábra). A kis magtömegű csoport elkülönült, a legnegatívabb pozícióba a Vigna unguiculata került, amely a jó imágó-kifejlődési százaléka ellenére a legkevésbé kedvelt a relatív tesztben. A fajok változói közül élesen elválasztotta a relatív és abszolút tojásszámokat, a magtömeget és az imágókelési százalékot (2.22 ábra).

(C3) Az A. obtectus nőstények jelentős különbségeket tettek a fő tápnövény-fajták között is relatív tesztekben. A kísérletben 10 fajtát teszteltem. A relatív és abszolút tojásszámokon kívül további 8 változót is figyelembe vettem [C-M index, magméretek, magalak (3 változó), magtömeg, lárva mortalitás a magon belül és imágókelés]. Az abszolút és relatív tesztekben lerakott tojások számát, valamint a lárva mortalitást és imágókelési százalékot a 2.7 táblázat mutatja. Az abszolút teszttel szemben a relatív teszt eredményei lényeges különbségeket jeleztek, kiemelkedett az Amboy fajta. Ugyanakkor az imágókelés ellentétes tendenciát mutatott. A klaszter-analízis alapján négy csoport jelent meg (lásd a 2.7 táblázat színezését). A PCA, bár élesen elkülöníti a fajták két fontos változóját: a relatív tesztben rakott tojások számát és a magtömeget (2.23 ábra), alapvetően a relatív tesztben lerakott tojások száma alapján képzett két csoportot 5-5 fajtával (2.24 ábra). Az első faktor lényegében az összes varianciát magába sűrítette (94,1 %), a másodikkal együtt már 99,2 %-ot. A fajták pontjai a körön ülnek, ami nagyon szoros korrelációt jelent. Nagy valószínűséggel az első faktor magas értékei egyetlen háttérváltozóra utalnak, ti. a nőstények tojásrakási preferenciájára, amely ebben az esetben nem sok kapcsolatot mutat sem a magtömeggel, sem az imágókeléssel. Vagyis az A. obtectus nőstény

34 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

tojásrakási preferenciája és a lárvális performancia között nincs korreláció (lásd részletesen a 3. fejezetet). A lerakott tojások számát a maghéj anyagai határozzák meg.

Szervetlen és szerves anyagok pilulákban (C4) A pilulákban tesztelt 45 vegyületre, ill. üres edénybe és üres (kontroll) pilulára relatív és abszolút tesztekben lerakott tojások száma jelentősen eltért (2.8 táblázat). Az abszolút tesztekben lerakott tojások száma, függetlenül a vegyülettől, meglehetősen monoton, a koncentrációk emelkedésével némileg csökkent, vagy ugyanaz maradt. Ezzel szemben a relatív tesztekben jelentős különbségek keletkeztek egymáshoz, a koncentrációkhoz és az abszolút tesztek eredményeihez képest is. Három-négyszeres különbségek a két fajta teszt között, vagy, mint a kumarin esetében, jelentős tojásszám az abszolút tesztben és semmi, vagy minimális a relatívban. Legmagasabb koncentráció esetében valószínűleg egy „torzulás” is jelentkezett, ami – feltételezésem szerint – az anyaghiány következtében a kevesebb számú pilulára, ugyanannyi nőstény által rakott több tojásban mutatkozott meg.

Ugyanezen vegyületek csak a lerakott tojások számán alapuló klaszterezési analízise – szubjektív döntés alapján – három (0,16 % konc.) és 4-4 (1,65 és 8,13 % konc.) klasztert jelenített meg (2.25 a, b és c ábrák és 2.9 táblázat). A tagok száma a klaszterekben 15-9-18 (0,16 %), 11-4-19-8 (1,65 %) és 12-6-10-8 (8,13 %). A közös vegyületek száma, melyek valamennyi klaszterben ugyanott voltak találhatók, nagyon alacsony: az első klaszterben (a 3 analízisben összesen) található 37 szubsztrátumból mindössze 1, a másodikban található 19-ből 1, a harmadikban található 47-ből 2 azonos a három koncentrációban, és a negyedik klaszterben, mely csak az 1 és 5%-os koncentrációkban jelent meg, 8 vegyületből 6 azonos. A csak két koncentrációban előfordulókra nézve is hasonló volt a helyzet. Ugyanakkor ezekben a klaszterekben a vegyületcsoportok szerint tekintve (2.10 táblázat) nem tapasztaltunk kiugróan magas vagy alacsony tojásszámokat, az ANOVA egyik koncentráció mellett sem volt szignifikáns az abszolút tesztekben.

Ha a klaszterezésnél több tényezőt, a relatív és abszolút tesztekben lerakott tojások számát, a tojás mortalitást, a pilulákon kívül elpusztult L1-ket, az imágó kelési %-ot, az imágó száraz testtömeget és a minimális és maximális fejlődés időt is figyelembe vettük, de a klaszterezést ugyanolyan módon végeztük, akkor jelentősen eltérő képet kaptunk (2.26a és b ábrák és az 2.11 táblázat): a 41 vegyületből mindössze 3 (7,3 %) maradt ugyanazon a helyen és a vegyületek hatásának figyelembe vétele a lárvafejlődés és imágókelés paramétereire gyakorolt hatást illetően nem vitt közelebb a szerkezet-hatás, vagy legalább is a vegyület típusa és a hatás kapcsolatának megértéséhez. (Ez az analízis csak a 0,16%-os koncentráció adataival készült, mert a magasabb koncentrációk esetében nem volt értékelhető lárvafejlődés és imágókelés.)

A főkomponens analízis (PCA) az összes információ felhasználásával készült és csak a 0,16 %- os koncentrációra vonatkozik. A sajátérték a variancia 93 %-ának az első két főkomponensbe való tömörülését mutatja. A vegyületek az 1. és 2. főkomponens szerint (2.27 ábra) három csoportban találhatók, melyből a II. és III. egybefolyik. Az első (I) csoport egy sor alkaloidot (atropin, brucin, ergotamin, hordenin, nikotinHT, pikrotoxin, rezerpin, sztrichnin és vinkamin), egy fenolt (kumarin) és egy kontrollt (babot) foglal magában. Az alkaloidok közül 6 megegyezik a klaszterezéssel kapott csoportosítás 6. fürtjével (2.26b ábra). Látszólag nincs közös vonás az I. csoport tagjai között, az alapadatok részletesebb vizsgálata (3.11a,b táblázatok) azonban megmutatta, hogy az alkaloidok általában a legalacsonyabb koncentrációban sem támogatták a lárvafejlődést imágóvá, nagy befúrási L1 mortalitást okoztak, és amelyik alkaloid esetében volt imágóvá fejlődés, ott a fejlődési idő jelentősen meghosszabbodott. A bab szintén nagy lárva mortalitással, viszont igen rövid fejlődési idővel tűnik ki. Ugyanezt az analízist a vegyület

35 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

csoportok nevének behelyettesítésével elvégezve a 2.28 ábrát kapjuk és láthatjuk, hogy az előbbi I. csoport a kb. 20 alkaloid 50 %-át magában foglalja. A változók elrendezése a két főkomponens szerint (2.29 ábra) csak ötöt tüntet fel a 8 közül, mert a vegyületek jelentős részénél nincs elegendő adat [nem kelt imágó (ez 0 érték) és ezért nincs további adat (pl. imágó tömeg, ami nem lehet 0), ezért az analízisben nem vettem figyelembe].

A változók szerinti PCA eredményeit az összes vegyületre nézve a 2.30 ábra mutatja. Itt a sajátérték csak a 7. komponens esetében éri el a 99 %-ot, ami jelentős önálló hatásokról árulkodik. Például, a fejlődési idő hosszok általában negatív hatásúak az összképre, míg az abszolút tojás-számok (egyenletességük okán) pozitív, a relatív tesztben lerakott tojás-számok (változó jellegük miatt) negatív hatást okoztak. Mind az imágó kelés, mind pedig azok tömege pozitív hatásokat közvetít. Ebben az esetben a változók a vegyületek és ezek elrendezése a két első főkomponens szerint egyetlen tömörülést mutatott (2.31 ábra), melyből csak a sztrichnin, a maga nagyon negatív, és a bab a maga erőteljesen pozitív hatásával különült el.

Összességében a klaszter és PCA analízisekről az állítható, hogy eltérések ellenére sok közös vonást emelnek ki a vegyületek hatásaira nézve. Úgy látszik azonban, hogy nem mutatkozik összefüggés a tojásrakás és lárva mortalitás között, ami utal a 3. fejezetben tárgyalásra kerülő témára. Mivel a babzsizsik L1-k aktívan mozognak, lehetőségük van korlátolt választásra, mert a pilulák esetében közvetlenül az endospermium minőségét érzékelhetik. Kitűnik, hogy az L1-k érzékenysége igen nagy az alkaloidokra és ez akár adaptív jelleg is lehet, mert a Leguminosae család fajaiban az alkaloidok nagyon gyakoriak [a fajok kb. 50 %-ában találhatók ilyen vegyületek (Li & Willaman 1968) 0,1 és 5 % koncentráció között, szárazanyagra számítva] és jelentős élettani hatással rendelkeznek (Harborne et al. 1971). Abszolút tesztben a nőstények hasonló számú tojást raktak, szemben a relatív tesztekkel, amikor ezek az értékek a vegyületek között jelentősen eltértek, valamint egyik teszt-helyzetben sem tükröztek összhangot a koncentrációkkal. Ez arra is utal, hogy a válasz egy adott koncentráció mellett „minden-vagy- semmi” jellegű, vagyis, ha a tojásrakási válasz már gátolt, ugyanaz marad a koncentráció emelkedésétől függetlenül. Az illékony anyagok (vanillin, kumarin, cinnám-sav), valamint néhány fenol és alkaloid (sztrichnin, brucin) erős negatív hatással vannak a tojásrakásra, míg több más vegyület (glükozidák és néhány más alkaloid) nem befolyásolja negatívan.

Kiemelendő a nem-fehérje típusú amino savra, a kanavaninra adott válasz. A vegyület konzekvens elkülönítése az összes klaszter-analízis során, csak a lerakott tojások száma alapján, felhívja hatásának ellentmondásosságára a figyelmet, ui. relatív tesztben a tojások száma egyre nagyobb volt a koncentrációk emelkedésével, míg ez abszolút tesztben éppen csökkenő tendenciát mutatott. Lehetséges, hogy az alkaloidok mellett jelentős faktor lehet a nem- tápnövény Leguminosae, specifikusan a Vicia-fajok elkerülésében (lásd a 3. fejezetet), és bár koncentrációja 5-8 %-ot is eléri egyes fajokban (Janzen 1971), a Phaseoleae tribuszra éppen nem jellemző az előfordulása (Lackey 1977).

Más vegyületek még jelentősebb mennyiségben lehetnek jelen Leguminosae-fajokban. Flavonoidok (rutin és morin) tojásrakásra gyakorolt hatása azért is érdekes a vizsgált koncentrációk mellett, mert természetes körülmények között igen nagy mennyiségben fordulnak elő, pl. a japán akác, Sophora japonica, virágjában a szárazanyag tartalom akár 24 %-át is elérhetik (Gevrenova et al. 2007)!

Szerkezet-hatás összefüggés A szerkezet-hatás (SZH) összefüggés kérdése önmagát kínálja azáltal, hogy bár a 43 vegyület szerkezetileg és ennélfogva tulajdonságaiban is jelentősen eltér, mégis nagyobb csoportok, pl.

36 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

alkaloidok stb. megkülönböztethetők. Ellenben eleve nagyon keveset tudunk arról, hogy egy táplálkozásban vagy tojásrakásban szerepet játszó receptor egy adott molekula mely részére mutat választ. További igen nagy nehézséget jelent, hogy amíg élettani folyamatokban szerepet játszó receptor molekulák elkülöníthetők, addig a viselkedés szintjén végzett hasonló igényű vizsgálatok olyan rendszerben zajlanak, ahol közvetlen genetikai szabályzás alatt nem lévő fenotipikus válaszon (jelen esetben a tojásrakás) kíséreljük meg lemérni ugyanazt. Ha a közvetlen genetikai szabályzás alatt lévő sejt receptor-szinten sem egyértelmű a SZH összefüggés (pl. Hutchinson & Somogyi 2004), akkor valószínű, hogy a magatartás-szintű megfelelés csak statisztikus jellegű. Természetesen vannak kivételek: egyetlen gén által meghatározott, gátló anyagra való érzékenységet eddig csak két Yponomeuta-fajban mutattak ki (van Drongelen & van Loon 1980). Emiatt a kémiai anyagok egy jóval nagyobb körénél várhatjuk, hogy nem-specifikus módon valamilyen szintű hatást váltsanak ki, ami viszont nem tükröz a szerkezet és hatás között kapcsolatot. Az irodalom támogatja az utóbbi megállapítást. Több lepkefaj lárváinál egy-két olyan ízlelő sejtet azonosítottak, mely egymással rokonságban nem lévő másodlagos növényi anyagok széles spektrumára reagál (Schoonhoven et al. 1998). A vizsgált vegyületek sajátosságainak elégtelen ismerete is gátolja a világos elválasztást hatás tekintetében. Ugyanakkor a csak magatartási hatás vizsgálata alapján sem tűnnek ki kémiai csoportok többé-kevésbé homogén válasszal, bár arra van bizonyíték, hogy egyes receptorok alkaloidokra vagy fenolokra jobban ráhangoltak (Glendinning 1995). Az is kérdés, hogy ugyanazon vegyületek – koncentráció változás esetén – továbbra is ugyanabba az irányba hatnak-e, pl. alacsony koncentráció mellett a tojásrakásra gyakorolt hatás jelentkezik, a magasabb pedig L1 mortalitást okoz.

Saját vizsgálataink egy másik fajjal (Szurdoki et al. 1991) azt mutatták, hogy nehéz, ha egyáltalán lehetséges egyszerű és általános SZH viszonyt találni. Több tanulmány ismeretes (Bentley et al. 1984a, b, 1988, Lane et al. 1985, Yano 1986, Isman et al. 1987, Mahoney et al. 1989, Capasso et al. 1994), melyek a vegyületeket akár gátló, akár stimuláló hatásuk erőssége szerint sorrendbe állítják és kellő kémiai szerkezeti, a konfigurációra, izomériára, a szubsztituensek helyzetére és természetére vonatkozó ismeretek birtokában megkísérlik megmagyarázni a hatást. Sok esetben alkalmaznak kizárásos módszert, mely szubsztituensek különbözőségével és jelenlétük/hiányuk figyelembe vételével magyarázza a hatás meglétét/hiányát. Például 18 kardenolid típusú szteroid-származék (az Apocynaceae és Asclepiadaceae családokra jellemző vegyületek) két közel rokon Pieris (Lepidoptera) faj esetében jelentősen eltérő mértékű tojásrakás gátlást váltott ki, ha a glükóz, az aglükon vagy éppen aldehid csoportok voltak jelen vagy hiányoztak (Huang & Renwick 1994). A Delia radicum káposztalégy faj esetében a kémiailag eltérő szerkezetű vegyületek (glükozinolátok a Cruciferae családban) csak akkor bizonyultak hatásos tojásrakás stimuláló anyagoknak, ha a S=O csoportot tartalmazták (Braven et al. 1996). Hasonló módon, a karboxil-sav csoport jelenléte a β-bergamot-sav molekulán elengedhetetlen feltétel volt a Helicoverpa zea tojásrakásához (Douglass et al. 1993). A vizsgálatok csak ritkán terjednek ki receptor fiziológiai szintekre, pedig nyilvánvaló, hogy az SZH megfelelés nem egy vegyület szubsztituense és a magatartás között van, és amíg ez magatartás-szintre „lefordítódik”, addig több alrendszer döntése játszhat közre.

Az eredmény tipikusan az, hogy egymással nem rokon vegyületek azonos hatást váltanak ki és fordítva, apró eltérések rokon vegyületek között jelentős magatartási különbségekben jelentkeznek (pl. vonzás helyett visszautasítás). Ezt a gondolatot erősíti meg Messchendorp et al. (2000) adatai, akik drimán analógok táplálkozást gátló hatását vizsgálták Pieris brassicae lárváin és azt találták, hogy hasonló anyagok teljesen eltérő módon hatnak, ezért az SZH vizsgálatokban célszerű a hatást kiváltó mechanizmus jellegét is figyelemmel kísérni. Nagyobb sikerre

37 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

számíthatnak azok a vizsgálatok, amelyek egyetlen vegyület származékaival közelítik meg a problémát, pl. rotenon esetében (Lane et al. 1985), szemben azokkal, ahol sok, de csak tágabb rokonságban lévő vegyületről van szó (pl. alkaloidok). Az utóbbiaknál maradva, megállapítottam, hogy egyes alkaloidok azonos klaszterben jelentek meg és, hogy a tojásrakási válasz is, de főként a lárva mortalitás mutatott érzékenységet erre a csoportra nézve. A vizsgált alkaloidok (2.8 táblázat) általában jelentős szerkezeti heterogenitást mutatnak, mégis szorosabb szerkezeti rokonság áll fenn a következő párok között: atropin és tropinon, brucin és sztrichnin, kaffein és teofillin. A további vegyületcsoportokban szorosabb szerkezeti rokonság van az egyszerű fenolok esetében a vanillin és homoprotokatechuik-sav, a fenol glükozidák sorában az eszkulin és p-arbutin, a flavonoid glükozidák sorában a rutin és naringin, a szaponin glükozidák sorában a hekogenin, szmilagenin és szolaszodin, az egyéb glükozidák sorában a tomatin és digitonin között, csak néhány példára szorítkozva. A 2.8 táblázat adatai és a 2.26b ábra akár a relatív, akár az abszolút tesztben lerakott tojások számát tekintve, rendkívül változatos képet mutatnak és nincs kapcsolat az említett alkaloid párok között sem (2.32a és b ábrák).

Növényi extraktumok pilulákban (C5) Bab terméshéj (perikárpium) por (BTHP) extraktuma pilulákba keverve és egyéb módosító anyagokat, pl. MgSO4-ot hozzáadva, a 2.33a ábrán látható mintázatot eredményezte többválasztásos tojásrakási tesztben. A klaszter analízis két nagyobb fürtöt mutatott ki, az elsőbe a kimondottan magas, 40 tojás/edény válaszok (2.33b ábra), a másodikba az ez alattiak kerültek. A második fürt 2 további alcsoportra osztható, amely a legkevésbé kedvelt szubsztrátumokat foglalja magában: ilyen, pl. az extraktum nélküli pilula hordozó anyaga [3, burgonya keményítő], vagy a hozzáadott extrahált anyag [4], amely önmagában nem volt képes jelentősen emelni a lerakott tojások számát, valamint az üveggolyó [10]. Jelentős viszont az emelkedés, ha [4]-hez Mg-t is adagoltam [13]. Ez ismételten felhívja figyelmet ennek a vegyületnek a különleges helyzetére. Irodalmi összevetésre alkalmas forrást nem találtam.

A többválasztásos (relatív) tesztek értékét bizonyítják a fenti vizsgálatok. Az abszolút tesztek rendszerint nem mutattak lényeges különbséget a preferencia tekintetében, és inkább a genetikailag meghatározott tápnövény körhöz való viszonyt határozták meg. Ezzel szemben a relatív tesztek finom felbontásban valódi rangsort tükröztek. Ez a felbontás megmaradt akkor is, ha a rangsorban elől álló/legkedveltebb gazdanövény is jelen volt. Ezért nem értek egyet Withers (1997) megjegyzésével, aki szerint a hierarchiában hátrább álló növényfajok közötti különbségek megjelenését nem tartja elég erősnek relatív tesztekben. Állítása viszont abból a szemszögből érthető, hogy egy behurcolt növény preferáltságának eldöntésére csak az abszolút (kényszeres) tesztek alkalmasak.

2.3 A tanulás szerepe a tojásrakási hely kiválasztásában

A tárgyalás alapjául szolgálnak: Szentesi, Á. & T. Jermy. 1990. The role of experience in host plant choice by phytophagous insects. In: E.A. Bernays (ed.) Insect-Plant Interactions. Vol. II. CRC Press, Boca Raton, 39-74. Szentesi, Á. & D. Schmera. Early adult experience does not affect host preference ranking of an egg- laying insect in multiple-choice tests. (Kézirat.) c. munkái.

Bevezetés és célkitűzés Saját irodalmi nyilvántartásom kb. 200, a rovarok tanulásával kapcsolatos cikket tartalmazott 1990 óta, az általunk készített áttekintést követően (Szentesi & Jermy 1990), amely egyike az

38 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

első munkáknak a növényevő rovarok körében kimutatott tanulási formákra nézve. A vizsgálatok túlnyomó része euszociális és szoliter hártyásszárnyúak körében zajlott. A tanulást úgy határoztuk meg, mint a tapasztalat által módosított magatartást. Az eredeti, Thorpe-tól (1956) származó definíció az „adaptív” kifejezést is magában foglalja, ami ott a módosulás, változás adaptív jellegére utal. Jelentős kritikai támadásokat váltott ki, tekintettel arra, hogy a priori nem tekinthető valamilyen változás adaptívnak, mert tanulás útján szerzett maladaptív viselkedésre is van elegendő példa (Papaj & Prokopy 1989). Az áttekintésünkben a következő tanulási formákat különböztettük meg: - nem-asszociatív formák: szenzitizáció és habituáció; - asszociatív formák: averzió tanulás, tanult táplálék-, ill. a táplálkozási és tojásrakási hely kiválasztása; - speciális: indukált preferencia.

A szenzitizáció olyan izgalmi állapotot jelöl, amelyben fokozott válaszkészség jelenik meg egy biológiailag fontos ingerre. Egy pontosabb meghatározás szerint a negatív megerősítés utóhatása, azaz egy averzív stimulus által kiváltott reakció (Moore 2004), amikor a kondicionált stimulus önmagában áll (McGuire 1984). Nem asszociatív típus és a korábbi, a „pszeudo-kondicionálás” elnevezése arra utalt, hogy az asszociatív tanulási formákat kísérő artefaktum. Mai vélemény szerint éppen fordítva, mint szükséges feltétel jelenik meg. Ezt a hátteret tételezték fel Dethier et al. (1965) a Phormia regina légyfaj vizsgálata során leírt központi izgalmi állapot esetében is. Ha a megfelelően rögzített légy lábait vízzel vagy sóoldattal ingerelték, nem kaptak proboszcisz kinyújtást. Amennyiben egy csepp cukros oldatot érintettek a tarzuszhoz, akkor természetesen kinyújtotta a szájszervet. Ugyanez történt, ha közvetlenül a cukor oldat után vízcseppet érintettek a lábhoz. Vagyis egy felfokozott izgalmi állapot volt észlelhető, amely központi idegrendszeri eredetűnek bizonyult. Az izgalmi állapot hossza jelentősen változhat, másodperc és perc hosszúságban. Valószínű, hogy több tanulási forma kísérő jelensége lehet.

E rész tárgyalási alapjául szolgáló munka egy kézirat, amelyben a tapasztalat szerepét vizsgáltuk a tápnövény-választásban. Természetesen több hasonló munkára került sor a múltban, ezt azonban kiemeli az a vonása, hogy egy magpredátor a kísérleti állat, valamint a megközelítés éppen a fent tárgyalt optimális tojásrakási döntés és a tanulás viszonyával foglalkozik.

Kiindulásunk tehát az a hipotézis, hogy a nőstény rovarok a lárvális fejlődésre legalkalmasabb szubsztrátumot választják (Monks & Kelly 2003), ugyanakkor tudjuk, hogy a tényleges tojásrakás nem szükségszerűen tükröz adaptív viselkedést és nem felel meg az optimális táplálék keresés feltételeinek (Chew 1977, Jaenike 1978, 1983, Cunningham & West 2001). A hierarchia- küszöb modell (HKM), melyet Courtney et al. (1989), majd Courtney & Kibota (1990) tárgyal részletesen, egy a rovarra jellemző belső rangsoron alapul. A szubsztrátumnak, hogy elfogadható legyen, át kell jutnia egy stimulus küszöbön. A rangsorban elsőnek álló gazdanövény megtartja elsődleges helyzetét egy életen át (Singer 1986, Singer et al. 1992, Courtney et al. 1989) és akkor is, ha az elfogadási küszöb változik. Alacsonyabb rangú gazdanövény választása lehetséges, de specializálódás rá nem. A választás vagy visszautasítás függ a gazda-specifikus faktoroktól és a rovarnak a gazdanövénytől független állapotától, pl. a lerakásra váró tojások száma stb. Ha az előbbiek nagyobb kényszert jelentenek, mint az utóbbiak, akkor a rovar elfogadja a gazdanövényt, amennyiben fordított a viszony, elutasítja. A HKM meglehetősen mechanisztikus modell, néhány tanulmány azonban a jóslatait támogatja (Withers 1999, Sadeghi & Gilbert 2000).

Amikor különféle ingerekkel szembesítjük a kísérleti állatokat, az expozíciós idő tartama nagyon fontos. Általában ezek hosszúak, ami tartós asszociatív tanulásban (Jaenike 1988, Hoffmann

39 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

1988, Averill et al. 1996, Landolt & Molina 1996 és mások) vagy egy életre szóló indukált tojásrakási preferenciában ölt formát (Mark 1982, Jermy 1987). Jóval kevesebb ismert a rövid távú (néhány perces) indukció hatásairól, hogy vajon ezek is eredményeznek-e valamilyen tanulási formát, pl. szenzitizációt. Különösen a HKM viszonylatában érdekes megvizsgálni, ui. Monks & Kelly (2003) a Plutella maculipennis káposztamoly imágóit egy alacsonyabb rangú gazdanövényen (Barbarea verna) tartva azt találták, hogy a magasabb rangú növényt (Brassica oleracea) ezután a lepkék visszautasították. A szerzők szenzitizációval magyarázták az eredményt. A tojásrakás vizsgálatára abszolút tesztet használtak. Hasonló eredményről számol be Zhang & Liu (2006), akik szintén a P. xylostella fajjal dolgoztak, bár Monks & Kelly (2003) közleményét nem ismerik. Brassica verna helyett a Pisum sativum volt a gazdanövény hierarchiában hátrább álló, nem kedvelt növényfaj. Abszolút és relatív tojásrakási kísérleteket végeztek, de rendkívül hosszú expozíciós időkkel (8 és 12 óra). A bábból való kikelés után borsó jelenlétében tartott lepkék szignifikánsan több tojást raktak a borsóra, mint a naiv egyedek. A jelenség magyarázatára használt fogalmi rendszerükkel vitatkozni lehet (lásd a Tárgyalás részt). Courtney et al. (1989) a relatív teszteket nem tartja alkalmasnak a HKM modell vizsgálatára, mert a polifág fajok egy ilyen választási helyzetben a legmagasabb rangú gazdanövényt kevésbé fogják kedvelni, ui. széles tápnövény spektrumuk miatt a preferenciát „szétosztják”. Kérdéses, hogy ez miként valósul meg egy szűken oligofág, mindazonáltal hierarchikus preferencia sorrendet mutató fajnál, relatív tesztben. Célkitűzésünk tehát az volt, hogy tisztázzuk, vajon a babzsizsik, A. obtectus, nőstények rövid távú expozíciója egy olyan növényfaj (tehénborsó, Vigna unguiculata) magjaira, mely az elfogadható nem-tápnövény kategóriába sorolható, befolyásolja-e az utána következő tojásrakási hely kiválasztását egy olyan többválasztásos tesztben, melyben az elsődleges tápnövény is jelen van és ez a HKM-el megegyező eredményt mutat-e? Tekintettel arra, hogy a többválasztásos tesztek statisztikai értékelése nem megoldott, ezzel is próbálkoztunk.

2.3.1 Anyagok és módszerek

A babzsizsiket természetes tápnövényén tenyésztettük. A kikelő bogarakat elkülönítettük a magvaktól és minden a tápnövényükkel kapcsolatos törmeléktől. A bogarakat (mindkét ivar) egy tiszta 0,5 l egérpohárba helyeztük 25 oC-ra, ahol hullámpapír felületen mozoghattak, ill. találtak búvóhelyet. Az edényben semmilyen növényi mag nem volt. Mézes vízzel itattuk a bogarakat. Három-öt napos korban teszteltük a nőstényeket, melyek ekkorra bizonyosan kopuláltak és (a tapasztalat szerint) 0,5-1 órán belül hajlandóak voltak tojást rakni, ha alkalmas szubsztrátumra kerültek. Ez alatt a 3 nap alatt a laterális petevezetőkben felhalmozódott kb. 30 pete kerül megtermékenyülésre és lerakásra, és amíg ez nem történik meg, újabb peteérés nem zajlik (Huignard 1976). A kísérleti rovarpopuláció homogénnek mutatkozott abban a tekintetben, hogy valamennyi egyed relatíve naivnak volt tekinthető (teljes mértékben nem, mert a tápnövény magból való kibújás is együtt jár kémiai ingerek érzékelésével) és semmiféle további tapasztalattal nem rendelkeztek. Emiatt csak olyan magatartás változásokra kellett számítanunk, amelyek a nőstények „tojásterhelésével” voltak összefüggésben. Korábbi vizsgálatok (Rosenheim & Rosen 1991) ugyanis kimutatták, hogy a le nem rakott tojások száma befolyásolja a keresési magatartás intenzitását az Aphytis lingnanensis parazitoid fajnál. A teszt előtt fél órával abban a szobában helyeztük el a bogarakat, ahol a kísérletek folytak. A tojásrakással kapcsolatos magatartás leírását lásd a 2.2.1 pontban.

Tesztnövényként hét pillangósvirágú fajt használtunk, amelyek közül a bab a fő tápnövény hazánkban, a többi un. elfogadható nem-tápnövények: a tehénborsó (Vigna unguiculata), étkezési borsó (Pisum sativum), fehér csillagfürt (Lupinus albus), szegletes lednek (Lathyrus sativus), lablab (Lablab purpureus) és a szója (Glycine max) magjai voltak. A 120-190 mg

40 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

tömegosztályba eső száraz és ép maghéjú magvakat használtunk, hogy a lényeges magtömeg különbségekből esetlegesen adódó preferencia különbségeket elkerüljük (Szentesi 2003). A magvak maghéjának épsége azért fontos, mert a nőstények nagy érdeklődést mutatnak minden magfelületi hiba, egyenetlenség, sérülés iránt.

Többválasztásos teszteket és a 2.2.1.2 pontban leírt kísérleti elrendezést alkalmaztuk. Hipotézisünk szerint a nőstényeknek fizikai kontaktusba kellett kerülniük a magvakkal, mert korábbi tapasztalataink alapján, olfaktorikus orientációt nem mutatnak a gazdanövényekre. A teszt előtt több nőstényt 10 percre, babra (Phaseolus), vagy tehénborsóra (Vigna) helyeztünk, a nőstény vizsgálhatta a magvakat, de nem engedtük tojást rakni. Ezeket a nőstényeket tekintettük „tapasztaltaknak” (T), tovább pontosítva: ha babon tartózkodott TB, ha Vigna-n, TV. Ezek közül vettünk ki véletlenszerűen egy-egy nőstényt és helyeztük az összes magot tartalmazó arénába, véletlenszerű helyre. A harmadik kezelést naiv (N) nőstények jelentették, amelyek 10 percig egy edénybe kerültek minden inger nélkül.

Magában az arénában a 7 mag pozícióját randomizáltuk és minden futtatás alkalmával friss magvakat használtunk. Minden nőstényt csak egy alkalommal teszteltünk. Minden futtatás 1 óra hosszat tartott, ami összesen 91 óra megfigyelést jelentett (30 TB, 30 TV és 31 N). A magatartásformák regisztrálásán túlmenően, a mozgáskövető program rögzítette a látogatások számát és a tartózkodások időtartamát (sec) a magvakon, a magvak közötti áthaladások gyakoriságát („tranzíciók”) a magvakat körülvevő zónákon. A tranzíciók leggyakoribbak 3 mag között voltak, ezért csak ezekre vonatkozóan készült százalékos megoszlás az összes tranzíció idejéhez képest. Feljegyeztük az első magot, amelyen a látogatások kezdődtek, mert ez egyes esetekben tovább módosította a preferenciát, valamint a lerakott tojások számát. Az egyes futtatások jelentették az ismétléseket. Mivel a magvak helyzete randomizálva volt, ezért az összes magatartási és mozgási adatot a statisztikai analízist megelőzően újrakódoltuk, mintha minden mag ugyanabban a pozícióban lett volna az összes futtatás alatt.

Mivel a teszt időtartama csak 1 óra volt, ami jelentősen kisebb, min a nőstények életkora (kb. egy-két hét a hőmérséklettől és itatástól függően), fontos volt megtudni, hogy az 1 óra alatt lerakott tojások száma miként viszonyul a teljes élettartam alatt lerakottak számához, hasonló többválasztásos, ill. csak abszolút tesztben, és vajon a preferencia is hasonló módon jelenik-e meg. Erre a célra ugyanolyam gipsz aréna-aljakat használtunk, a magvak helyzetét randomizáltuk és 1 hím és 1 nőstény bogarat helyeztünk ezekre. Ismétlés: 32. Abszolút tesztben 3-3 magot helyeztünk egy 2x5 cm méretű üvegedénykébe és 3 pár A. obtectus adultot engedtünk az edénybe (7 ismétlés). Mindkét tesztben az adultok elpusztulása után meghatároztuk a lerakott tojások számát.

Statisztikai értékelés GLM ANOVA-t használtunk a következő null-hipotézisek tesztelésére: (a) az aréna teszt előtti tartózkodás babon vagy Vigna-n nincs hatással a következő paraméterekre: a magvakon való tartózkodás hossza és gyakorisága, (b) a babon vagy Vigna-n szerzett tapasztalatot nem befolyásolja az aréna-tesztben az első mag hatása, amelyen a környezet felderítését kezdi a nőstény. Az „első mag” hatását, mint random faktort vittük be a GLM analízisbe, mert ez teljesen véletlenszerű volt. Parametrikus ANOVA-t használtunk annak kimutatására, hogy az ugyanazon a magon való tartózkodás befolyásolta-e a mért paramétereket.

(Szemi-)Markov analízissel vizsgáltuk, hogy (a) a tapasztalat alapján a nőstény nagyobb valószínűséggel választ-e olyan útvonalakat, melyeken keresztül a kedvelt magvakat eléri, mint más utakat, és (b) a közvetlenül megelőző mag befolyásolja-e a látogatást egy kedvelt magon. Ez

41 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

az analízis, amint az első-fokú Markov láncoknál ismert, nem tételez fel memóriát, csak a magatartást közvetlenül megelőző esemény hatását. Ehhez a tartózkodási időtartamokat korreláltattuk a megelőző látogatásokkal („sequential dependency analysis of first-order Markov- chains”, Haccou & Meelis 1992, p. 200). Röviden abból áll, hogy a tartózkodási időt, melyet a nőstény egy preferált magon töltött az előző látogatáshoz rendeljük, majd az így összegyűjtött és rangsorba rendezett adatokon Kruskal-Wallis tesztet végzünk.

A többválasztásos kísérletek statisztikai értékelése problémákat vet fel, akár parametrikus, akár nem parametrikus módszerekről van szó, a függő változók egymástól való kölcsönös függősége miatt (Roa 1992, Lockwood 1998). A magvak elfogadottságának összehasonlítását két lépésben végeztük. Első lépésben a magvak „preferencia-értékét” (PÉ) számítottuk ki ismétlésenként, egy null-modell felhasználásával (Gotelli & Graves 1996). A második lépésben az egyes magvak PÉ- it hasonlítottuk össze egy randomizációs teszttel. A magvak ismétlésenkénti PÉ-je nem más, mint annak a valószínűsége, hogy az ismétlésben az adott magot legalább a tapasztalttal megegyező számban választja egy nőstény. A nőstény diszkrét választását kifejező függő változó lehet a lerakott tojások száma, a magon tett látogatások száma, vagy akár az azon töltött idő másodpercekben kifejezve. Az adott ismétlésben a diszkét választások (pl. lerakott tojások) számát véletlenszerűen szétosztottuk a tesztelt magok között 1000 alkalommal. A magvak PÉ-je egyenlő azon véletlenszerűen szétosztott diszkrét választások számának az ismétlés-számmal (1000) osztott hányadosával, mely esetekben a nőstény tapasztalt választása a véletlen szétosztással egyező vagy annál kisebb volt. Következésképpen a PÉ = 1 (jelentős preferencia) és 0 (preferencia hiánya) közötti értéket vehet fel és független az egyes ismétlések esetében tapasztalt diszkrét választások számától (vagyis pl. az ismétlésenként lerakott összes tojás száma nem befolyásolja az index értékét, lásd Lockwood 1998).

Az egyes magvak PÉ-inek statisztikai összehasonlítását egy randomizációs teszttel végeztük (Manly 1991). Először a magvakra kapott ismétlésenkénti PÉ-ket átlagoltuk, majd magpáronként kiszámoltuk az átlagok különbségét. A következő lépésben az egyes magok preferencia értékeit véletlenszerűen hozzárendeltük az egyes magokhoz, ismétlésenként (gyakorlatilag véletlenszerűen átcímkéztük a PÉ-ket). Ezután minden magra kiszámoltuk az ismétlésenkénti PÉ-k átlagát, illetve a magpáronkénti átlagok különbségét 1000 alkalommal. Végezetül két mag tapasztalt átlagos (ismétlések közötti) PÉ különbségét egy valószínűségi p értékkel fejeztük ki. A p érték annak a valószínűségét adja meg, hogy két mag esetében véletlenszerűen legalább akkora-e a különbség a PÉ-ek között, mint a tapasztalt átlagos (ismétlések közötti) PÉ-ek különbsége. A p érték számolásakor azon véletlen hozzárendelések számát osztottuk el a véletlen hozzárendelések teljes számával (1000), mely esetben a preferencia-értékek tapasztalt átlagos különbsége megegyezett vagy kisebb volt a véletlenül számított átlagos különbséggel. Két mag átlagos preferencia-értékét akkor tekintettük különbözőnek, amikor a p érték 0,05 vagy annál kisebb volt. A hét tesztelt mag preferáltságának különbözőségét kifejező p értéknek a magpáronként számított legkisebb p értéket tekintettük.

2.3.2 Eredmények és tárgyalásuk

A 91 futtatásból csak 71 felelt meg annak a kritériumnak, hogy a preferencia határozottan egy mag, a bab, a Vigna vagy a lablab, felé irányult. Így összesen 26 TB, 24 TV és 21 N adatsort értékeltük. A fennmaradó 20 ismétlés változatos képet mutatott, az adott nőstény több magot preferált, vagy a felsoroltakon kívül más magvakat preferált egy-két esetben. A futtatásokat a szerint csoportosítottuk, hogy milyen teszt-előtti kezelésben részesültek. Ezeken a csoportokon belül további alcsoportokat képeztünk a preferencia irányultsága szerint (azaz, hogy melyik magra vonatkozott: bab, Vigna vagy lablab). A következő megoszlás mutatkozott: a TB

42 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

kezelésben 20 a babot, 3 a Vigna-t és 3 a lablabot kedvelte, a TV futtatásokban 7, 6 és 11, az N- ben 14, 4 és 3 volt a gyakoriság ugyanazon sorrendre nézve.

A teszt előtti tapasztalat szignifikánsan hatott a magvak látogatásának gyakoriságára és hosszára (2.12 táblázat). A teszt-arénába helyezett nőstények valamelyik magon kezdtek vizsgálódni és általában egy ideig azon maradtak vagy tovább álltak, ha nem volt a mag kedvükre való. Az eredményeink megerősítették a Courtney et al. (1989) által jósoltakat, azaz a nőstények nem változtatták meg a gazdanövény rang-sorrendet a teszt előtti tapasztalat eredményeként. Ugyanakkor nem tagadható, hogy egy másodlagos gazdanövényen (Vigna) szerzett tapasztalat jelentősen csökkentette a primer gazdanövény iránti preferenciát. A preferencia a választási tesztekben az objektumokon eloszló részpreferenciák összege (Singer 1986). Így, ha egy magon a preferencia csökken, másokon növekednie kell.

Az „első mag-hatás” csak a TB nőstényekre nézve volt jelentős (2.12 táblázat). Az ANOVA, melyben az első mag, mint random faktor szerepelt azt mutatta, hogy a Vigna és a lablab számára a Vigna-n való teszt előtti tartózkodás igen fontos volt, valamint, hogy az első mag- hatás a szója, Lupinus és Vigna esetében jelentkezett (2.12 táblázat). Az első-mag hatása abban lehet lényeges, hogy visszafordíthatja a megszerzett rövid távú tapasztalatot és erre a többszörös választási teszt különösen sok alkalmat ad. Ezt a jelenséget bizonyították a Rhagoletis mendax légyfajnál (Prokopy et al. 1993) és ebben a vizsgálatban is voltak erre utaló jelek.

A futtatások fentebb tárgyalt megoszlásából is látható, hogy 3 mag esetében jelentkezett kiugró preferencia: bab, Vigna és lablab (2.34 ábra). A babon töltött idő szignifikánsan hosszabb volt, mint a Vigna-n vagy lablabon a TB és N nőstények esetében, ellenben a TV egyedek mindhárom magot kiegyenlítetten látogatták (2.34 ábra). Látogatási gyakoriságban kifejezve azonban a különbségek már nem markánsak (2.35 ábra). A látogatási hosszokban jelentkező különbségek jelentős része tojásrakásra vezethető vissza, ami természetesen része a magon-tartózkodási időnek. A tartózkodási gyakoriságok ismét hasonlóak voltak a TB és N egyedeknél és megint eltért ezektől a TV, mert a nőstények leggyakrabban a Vigna-t látogatták (2.35 ábra). Mindezt a 2.13 táblázat adatai is megerősítik, mely számított PÉ adatokat mutat és páros összehasonlításokat a tartózkodási idő és a lerakott tojások tekintetében. Eszerint, míg a TB és N nőstények szignifikánsan több tojást raktak a babra a Vigna-val és lablabbal szemben, a TV nőstények nem tettek különbséget a három mag között. Ellenben a tartózkodási idők a 3 magon egyik típusú nőstény esetében sem különböztek.

A lerakott tojások száma megerősítette, hogy egy adott magon szerzett tapasztalat megnöveli a figyelmet ugyanerre a magra (2.14 táblázat). A TV nőstények kb. 1/3-dnyi tojást raktak a másik két csoport által lerakottakhoz képest. Kérdés, hogyan befolyásolja a szenzitizáció a fiziológiai folyamatokat, mint pl. a tojásérést, és eredményez-e nagyobb fekunditást? A teljes élettartam alatt rakott tojások eloszlása az egyedi többválasztásos tesztben tükrözte a magatartási megfigyelések eredményeit (2.15 táblázat). A 32 nőstény közül 9 csak a babon rakott tojásokat, 2-2 csak a Vigna-n és lablabon. A maradék 19 különböző kombinációkban használta a magvakat, de a babra mindig rakott tojásokat. Ezzel ellentétben nem volt egyetlen eset sem, amikor a nőstények úgy raktak tojásokat, hogy vagy a Vigna-n, vagy a lablabon plusz bevéve valamelyik még alacsonyabb hierarchiájú magot. Más szavakkal, a tojásrakás megerősítette a 2.34 ábrán és a 2.13 táblázatban foglaltakat. Az abszolút tesztben a nőstények, a borsó és Lupinus kivételével, minden magra ugyanannyi tojást raktak (2.15 táblázat).

A tranzíciók eredményei azt mutatták, hogy a kétirányú (oda-vissza) áthaladások átlagos (±SD) száma (az összes tranzíció százalékában) 7,2 (± 9,6) % volt a N, 20,3 (± 12,5) % a TB, és 18,5 (±

43 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

13,5) % a TV nőstények esetében (ANOVA: F2, 51= 6,3049, p= 0,0036), vagyis az N egyedek kevesebb látogatást tettek a 3 magot érintve (bab – Vigna – lablab), a többihez képest. A Markov-lánc analízis kimutatta, hogy a babon-tartózkodás hosszát csak a TB nőstények esetében befolyásolta szignifikánsan a közvetlenül ezt megelőző tartózkodás, és csak akkor, ha ez is babon volt (Kruskal-Wallis ANOVA, p= 0,01). Azok a tények, hogy a nőstények gyakrabban használtak bizonyos útvonalakat, melyek a kedvelt magvakat kötötték össze, valamint, hogy a közvetlenül megelőző látogatás befolyásolta a tartózkodást a legkedveltebb magon, egyaránt rövid-távú memória működésére utal. A nőstényeknek bizonyos magvak helyét és a hozzájuk vezető útvonalakat meg kellett jegyezniük ahhoz, hogy azokat gyakrabban használják, mint másokat.

Választási teszteket viszonylag ritkán alkalmaznak preferencia vizsgálatára (Janz 1998, Egas & Sabelis 2001, Liu et al. 2005, Zhang & Liu 2006), részben azért, mert tudatában vannak a szerzők annak, hogy statisztikailag nem, vagy nehezen kezelhetők (Manly 1991, Lockwood 1998), bár ez a kisebbség. Másrészt azért, mert bár természetes helyzetnek számítanak az abszolút tesztekhez képest, a gazdanövény rang-jellege csak viszonylagos, továbbá a tesztállat részéről a választék szimultán ismeretét tételezik fel (Courtney et al. 1989). Az utóbbi feltételezés természetesen nem jogos, mert a kísérleti állatok az objektumokat szekvenciálisan látogatják. Közben nyilván tapasztalatokat szereznek és, egy rovar esetében, rövid távú memória is folyamatosan alakítja a további választásokat.

A vizsgálat, amellett, hogy demonstrálta az előzetes tapasztalat lényeges preferencia módosító hatását, rávilágít arra is – a válaszok variabilitása alapján – , hogy a gazdaválasztás labilis folyamat (Bossart & Scriber 1999). A variabilitásért különböző faktorok lehetnek felelősek: egyedi tanulási, a labor és természetes helyzetek közötti különbségek (Jaenike 1988, Hoffmann 1988), nőstény vonalak közötti különbségek (Jaenike & Grimaldi 1983, Thompson 1988b). A babzsizsik genetikai diszpozíciója a magvak iránt a bab-lablab-Vigna sorrend, ami meglehetősen stabilnak mutatkozott a rövid távú tapasztalat eredményeként. A naiv nőstények sokkal kevésbé mutatnak preferenciát a Vigna és lablab iránt (2.13 és 2.14 táblázatok és 2.34 ábra).

Az a jelenség, hogy a Vigna-n tapasztalatot szerzett nőstények kiterjesztették a preferenciát egy, a Vigna-val egyenértékű, elfogadható nem-gazdanövényre (Lablab) is, megegyezni látszik a Jaenike (1983) által tapasztalt „kereszt-indukcióval”. Ekkor egy adott objektumon szerzett tapasztalat kiterjed egy hasonló rangban álló objektumra is, pl. közös kémiai vonások következtében. A Vigna-n szerzett tapasztalat kiterjedt és Lablab-ra is, de esetükben nem tudjuk, hogy melyek ezek a közös vonások.

A munka célját nem képezte a jelenség hátterét magyarázó neurális folyamatok vizsgálata. Mégis a teszt előtti tapasztalatszerzés és az utána következő magatartás olyan tanulásformára mutat, amely nem tartós, könnyen megváltozhat, mindenesetre eléggé mély ahhoz, hogy a rangsorrendben jóval hátrább álló növényfajokra hangolja rá a kísérleti állatokat. Úgy gondoljuk a folyamatok magyarázatához elegendő a szenzitizáció feltétezése (Jermy 1987, Papaj & Prokopy 1989, Szentesi & Jermy 1990). A kísérletünkben alkalmazott 10 perces tapasztalat- szerzési idő jelentősen rövidebb, mint más forrásokban közöltek (Monks & Kelly 2003, Zhang & Liu 2006). Monks & Kelly (2003) hangsúlyozza az excitatórikus állapot létrejöttét, ami a szenzitizációt kíséri, és ami elég erős ahhoz, hogy a preferencia fennmaradjon. Mivel a szenzitizáció spontán csökkenést mutat időben (nem vizsgáltuk, mennyi ideig marad meg), ezért a többféle inger közötti mozgás során meggyorsulhat a lebomlása és egy másfajta preferencia kialakulása. Ez feltétlenül növeli a tesztekben tapasztalt variabilitást. A lehetséges „mechanizmusokat” figyelembe véve, véleményünk szerint Zhang & Liu (2006) tévesen ítéli

44 2 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tojásrakási magatartása

meg a saját munkájukban tapasztalt hasonló eredmények tanulási hátterét. Abban az esetben is szenzitizációról van szó és nem habituációról. A habituációhoz időben növekvő válasz tartozik negatív inger jelenlétében. Ezt nem mérték, és azt sem bizonyították, hogy az elfogadható nem- tápnövény negatív ingert jelentene. Lehetséges, hogy mindkét folyamat egyszerre zajlik, de szétválasztásuk igen nehéz.

Valószínű, hogy a korai imaginális indukált preferencia (Mark 1982, Jaenike 1983, Landolt & Molina 1996) a fentiekkel azonos, de tartósabb expozíciót követően alakul ki és hosszabb hatás érhető el. Ebben látja a Jaenike (1988) is az eltérő eredmények magyarázatát. Sajnos sem a lárvális, sem az imaginális indukált preferencia mechanizmusa nem ismert (Bernays & Weiss 1996).

A legtöbb tanulmány (Mark 1982, Jaenike 1983, Larsson & Ekbom 1995, Zhang & Liu 2006) evolúciós konzekvenciák levonását látja megalapozottnak és a tápnövény kör kiterjesztésére irányuló kísérletként értelmezi azt, hogy a nőstény rovar rövidebb-hosszabb expozíciója elfogadható nem-tápnövényen preferenciát eredményez erre, vagy rokon növényfajra. Figyelembe kell azonban venni, hogy a tojásrakási preferenciában megnyilvánuló fenotipikus variancia csak akkor vezethet a feltételezett irányba, ha egyedi genetikai különbségeket is takar (Via 1986). Például Rausher (1983) az egyedek közötti kondicionálás mértékében mutatkozó különbségeknek semmiféle genetikai hátterét nem találta a Deloyala guttata pajzsosbogár fajnál, vagyis a tápnövény preferencia varianciája csekély ahhoz, hogy szelekciós hatások befolyásolják. Hasonlón, az oligofág Callosobruchus maculatus populációi genetikailag rögzült preferenciát mutattak egyes gazdanövények iránt (Wasserman 1986), amit megerősít Messina (2004) ugyanennél a fajnál azzal, hogy a tojásrakás előtti imaginális tapasztalatok nem befolyásolták a preferenciát. Másfelől, Jaenike & Papaj (1992) gazdanövény használatra vonatkozó genetikai variabilitást, amely a feltétele a rovar gazdanövény-rasszok kialakulásának, egy sor faj esetében találtak. A tanulás szerepe ebben amplifikációs jellegű: a kedveltebb növényen való tojásrakás megerősítést jelent a további hasonló magatartás számára. A folyamatban a genetikai és magatartási tényező együtt hat.

45 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

Bevezetés

A jelenlegi fejezetet és az ezt megelőző 2.3 pontját közös vonások kapcsolják össze. Mindkettő az optimális tojásrakás probléma más-más oldalát tekinti. Míg a 2.3 rész a tojásrakási hely kiválasztását vette szemügyre és magatartás-szintű jelenségeket érintett, a most sorra kerülő a választás következményeiben érdekelt, vagyis a lárva túlélés vizsgálatára helyezi a hangsúlyt.

Hasonló kérdéseket tárgyalok a babzsizsik, A. obtectus, nőstények tojásrakása és a lárvák fejlődésére vonatkozó adatok értékelésével. A nőstények egy sor termesztett és vadon előforduló Leguminosae fajon, valamint kétféle eljárással készült mesterséges magvakon rakhattak tojásokat kizárólag abszolút tesztekben, majd a lárvák túlélését értékeltem ugyanezeken. A mesterséges magvakba előzetesen növényi másodlagos anyagcsere termékeket kevertem. Az abszolút tesztek használata ezt a fejezetet elválasztja az előzőtől, ahol mindkét típusú teszt összehasonlításával a választás problémája volt a vizsgálat tárgya. Csak azok az abszolút tojásrakási teszt eredmények szerepelnek ebben a fejezetben önállóan, melyeknek nem volt relatív teszt-párjuk.

Annak eldöntésére, hogy a nőstény babzsizsik tojásrakási hely választása a lárva túlélése szempontjából optimális-e, egy sor kérdést kell előbb tisztázni:

(1) milyen széles az anyai és a lárvális tápnövény kör, (2) milyen, a magvakkal kapcsolatos (fizikai – maghéj és kémiai – endospermium) faktorok befolyásolják a lárvák túlélését az imágó korig, és (3) van-e összefüggés a nőstény preferencia és lárvális performancia között?

3.1 A maghéj, az endospermium és természetesen előforduló kémiai anyagok jelentősége a babzsizsik lárva magba-lépésében és túlélésében

A tárgyalás alapjául szolgál: Szentesi, Á. Thirty years after Janzen’s paper: How bean weevil (Acanthoscelides obtectus) larvae die on host and non-host seeds? c. kézirat

Bevezetés és célkitűzés Janzen (1977a,b) elsőként vizsgálta meg a bruchidák tápnövény specializációjának okait és kiemelte a maghéj és endospermium szerepét ebben az összefüggésben. A Callosobruchus maculatus fajjal végzett kísérletek, valamint más magpredátorokon természetes környezetükben tett megfigyelések alapján azt a következtetést vonta le, hogy a rendkívüli szűk tápnövény specializációjuk a gazdanövényekben előforduló kémiai anyagok diverzitásával függ össze és sokkal kevésbé a magvak olyan fizikai sajátosságaival, mint a maghéj vastagsága, keménysége és simasága. Ennek ellenére hangsúlyozta ezek és a magvak kémiai sajátosságaival összefüggő kutatások fontosságát. Természetesen egyéb tényezők is lényeges szerepet játszanak a bruchida- Leguminosae kapcsolatban (Birch et al. 1989).

46 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

Sajnos, 30 évvel Janzen cikke után sem változott lényegesen a helyzet a rendkívüli mértékű analitikai kémiai fejlődés ellenére. Ennek lehetséges okai: (1) a magvak (endospermium) kémiai összetételére vonatkozó hatalmas információ ellenére a maghéj kémiájáról keveset tudunk, pedig a tojásrakási magatartást alapvetően befolyásolhatja; (2) módszertani okok következtében a kísérleteket kizárólag raktári környezetben is szaporodó fajokkal végeznek, mert a vad Leguminosae-fajokon élő fajok nem tenyészthetők; (3) míg a raktári fajok gyakran oligofágok, a vadon élők általában szűkebb tápnövény körrel rendelkeznek (Szentesi & Jermy 1995, Jermy & Szentesi 2003), és (4) míg az előbbiek a száraz magvakkal kerülnek kapcsolatba, addig az utóbbiak az un. „zöld-termés tojásrakási guildbe” tartoznak és nincs kapcsolatuk a száraz magvakkal. Ennek ellenére a bruchidák táplálék specializációjának kérdéseit kizárólag a száraz magvak sajátosságai alapján ítélik meg.

Az A. obtectus közbülső helyet foglal el és különösen alkalmas ilyen vizsgálatokra: könnyen tenyészthető, félig érett és száraz magvakra egyaránt rak tojást és viszonylag széles oligofágiával rendelkezik. Bár a babzsizsik őshazájában (Közép- és Dél-Amerika) több domesztikált és vad babfajban fejlődik, ezek közül nálunk csak a Phaseolus vulgaris és Ph. coccineus található meg.

3.1.1 Anyagok és módszerek

Növényi magvak Ebben a vizsgálatban 62 Leguminosae és 4 más családba tartozó növényfajt, valamint hét faj 93 termesztett fajtáját vizsgálom a babzsizsik tojásrakására és fejlődésére gyakorolt alkalmassága szempontjából. Csak azok a fajok szerepelnek a vizsgálatban, melyeket Magyarországon, mint mag- vagy takarmánynövényt termesztenek, vagy természetes növénytársulásokban fordulnak elő, valamint, melyeknek a magtömege elegendő nagy volt ahhoz, hogy abban egy zsizsiklárva fejlődhessen. A legkisebb magtömeg 4 mg volt, amely nem olyan irreális, amennyiben figyelembe vesszük a bruchida fajok általánosan ismert jelentős testméret változtatási képességét (pl. Desroches 1983) a táplálkozási körülmények hatására, intraspecifikus verseny, vagy más hatás eredményeként (Szentesi 1972b).

A kísérletben felhasznált magvakat (3.1 táblázat) a szabadföldön gyűjtöttük, az előző évben kerültek termesztésre, vagy mintaként kaptuk. A növény identifikációt magam végeztem Tutin et al. (1968) és Soó & Kárpáti (1968) alapján, amit – legalább is kezdetben – professzionális botanikusok ellenőriztek.

Természetes növényi anyagok Ezek az anyagok a természetesen előforduló és általában a Leguminosae fajokban is megtalálható főbb anyagcsoportokat reprezentálták. Nagyjából azt az utat követtem, melyet a herbivorokkal foglalkozó kézikönyvek kémiai fejezetei (pl. Rosenthal & Berembaum 1991), vagyis a herbivorok elleni növényi rezisztencia kémiai faktoraiként való csoportosításukat. A ténylegesen használt vegyületeket lásd a 2.8 és 3.9a-c – 3.12 táblázatokban. A Leguminosae család fajaiban bizonyosan előforduló vegyületeket *-gal jelöltem (Li & Willaman 1968, Harborne et al. 1971, Bell 1971, 1972, 1981, Fowden 1970, Hegnauer 1988). Lásd nagyobb vegyület-csoportokba rendezésüket az Appendixben.

Tojásrakás természetes és mesterséges magvakra Választási lehetőség nélküli, „abszolút” teszteket alkalmaztam (Mayhew 1998). A „preferencia” szó itt tehát abban az értelemben használatos, ahogy az egy adott növénynek a gazdanövény kör genetikailag meghatározott hierarchiájában elfoglalt helyére utal, nem pedig több objektum közötti aktuális választásra. A preferencia mértéke a tesztekben a magvakra lerakott tojások

47 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

száma volt. A teszt előtt a magvak egy hétig 70-80 %-os páratartalmon és 26-28oC-on voltak. Egy-egy faj/fajta 3-3 magját és három 1-2 napos A. obtectus nőstényt és 3 hímet helyeztem egy 2x5 cm, vászonnal lefedett fiolába. A tojásrakás sötétben zajlott, a bogarak elpusztulása után a lerakott tojásokat megszámoltam. Fajonként/fajtánként hét ismétlést (üvegedényt) állítottam be. A pilulákba (lásd alább) kevert természetes növényi anyagok esetén az eljárás hasonló volt (4 pilula/edény, 3 hím és 3 nőstény bogár, 7-13 ismétlés). A kísérletben használt bogarak eredetére és kezelésére lásd az Appendixben leírtakat.

Lárvafejlődés természetes és mesterséges magvakban Lárvafejlődés természetes magvakban A lárvafejlődés sikerét a kikelő adultok száma és mérete jelezte. A lárvafejlődésre használt mintákból 35 mag méretét és tömegét megmértük. Lásd a módszereket az Appendixben.

Két párhuzamos kezelésben 45-45 magot használtam fel minden faj/fajta esetében: az egyik sorozatban a maghéjat, a mag méretétől függően 2-4 helyen, az oldalán és csúcsán, egy 0,1 mm átm. fúrófejjel ellátott Miniplex® fúróval kifúrtam, a másik sorozatban a magvak épen maradtak. A magvakat alkalmas méretű fiolákba helyeztem és 1-1 „fekete fejes” fejlődési állapotú A. obtectus tojást (lásd az Appendixet) helyeztem a fiola belső falára, a mag fölé kb. 2 cm-re. A fiolákat vattadugóval zártam le. A fiolákat 60-80 % rel. páratart. mellett 26-28oC-on tartottuk. A lárvakelés dátumát, a magba-fúrás időpontját, az imágókelés kezdetét és végét feljegyeztük. A fejlődésre legalább 4 hónapot hagytunk, csak ezután értékeltük a mintákat. Az értékelés az L1-k befúrásának vagy a magon kívüli elpusztulásának ellenőrzésével kezdődött, majd a magvak felbontásával és a lárvák fejlettségének megállapításával folytatódott, végül a kikelt adultok méretének lemérésével végződött. A lárvastádiumok megállapításához fejtok mérést is igénybe vettem Dyar (1890) szabályának alkalmazásával, ha szükséges volt. Az adultok testmérete felvételének módszerét lásd az Appendixben.

Lárvafejlődés mesterséges magvakban (pilulákban és tablettákban) Lásd a készítésüket és a részleteket az Appendixben. A felhasznált vegyületeket lásd a 2.8 és a megfelelő táblázatokban az alkalmazott koncentrációkkal. A vegyületeket, amennyiben a rendelkezésre álló mennyiség lehetővé tette, logaritmikus koncentráció sorozatban állítottam be, a legtöbbet 0,01-0,1-1,0 súly%-ban, amely kiterjedhetett egészen 5,0 súly%-ig. A 0,1-1,0-5,0 súlyszázalékos pilulák tömegmérése során kapott varianciával korrigált koncentrációk 0,16-1,65 és 8,13 %-osak voltak, azaz a pilulák a tervezettnél nagyobbakra sikerültek. Egyes vegyületek esetében, ahol igen erős élettani hatással lehetett számolni, az alsó értékeket meghosszabbítottam: 0,0001-0,001-0,01-0,1 súly%. A 3.3 táblázatban feltüntetett szaponinok esetében a pilulák száraz anyagára számított koncentráció 0,1-0,8% volt anyagmennyiségtől függően. Kipróbáltam azt is, hogy a babtermés fala (szárított) és a babmag héja pilulákba keverve befolyásolja-e a lárvafejlődést. Logikai alapja abban rejlett, hogy az L1, a megfigyelések szerint, a maghéj átfúrásakor nem fogyasztja el a rágcsálékot, hanem maga mellé szórja. Ennek oka toxikus hatás is lehet, ezért a 3.2 táblázatban látható koncentrációkban endospermiumhoz adagolva pilulák készültek.

Statisztikai értékelés Tojásrakás természetes és mesterséges magvakra Csak kivételes esetben alkalmaztam statisztikai értékelést. Inkább trendeket próbáltam megállapítani egyes vegyület-csoportokat illetően.

48 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

Lárvafejlődés természetes és mesterséges magvakban Három faktort használtam az értékelésre a MANOVA-hoz, amelyhez feltételeztem, hogy támogatja vagy elveti azt a null-hipotézist, miszerint a maghéj akadályt jelent a lárvák magba jutásakor (mechanikai, kémiai vagy mindkét okból): (1) A lerakott tojások átlagos számát annak érdekében, hogy diszkrét kategorikus változóként használhassam, 3 osztályba soroltam: alacsony (0-15 tojás), közepes (15,1-30) és magas (30,1-45). A maximális tojásszám 45/nőstény volt. Ezt a csoportosítást az a viselkedési háttér indokolta, hogy a nőstények a preferált és nagy magvakra több tojást tojnak, mint a kisebb tömegű és kevéssé preferáltakra (Mitchell 1975, Szentesi 2003). (2) A második faktor a maghéj volt két szinttel: ép és átfúrt. A (3) faktor az endospermium „alkalmassága”, amelyet úgy határoztam meg, hogy imágó kelt-e belőle vagy sem. Amennyiben nem, akkor alkalmatlan volt, még ha lárvafejlődés előfordult is. A vizsgált függő változók a lárva mortalitás és a kikelt imágók százaléka volt.

A lárvafejlődésre nem alkalmas természetes és mesterséges magvak esetében regisztráltam a mortalitást és megpróbáltam trendeket megállapítani bizonyos növény- vagy vegyületcsoportok tekintetében. Koncentráció-függő válaszokat figyelemmel kísértem. Az elementáris statisztikai mutatók (SD, SE) is gyakran áttekinthetetlenné tették a táblázatokat, ezért nem törekedtem arra, hogy további statisztikai eredményekkel fokozzam a zsúfoltságot. Ahol az szükségesnek látszott, ott Fisher egzakt tesztjét alkalmaztam.

3.1.2 Eredmények

A növényi magvakkal végzett vizsgálatokban a természetes növényi rokonság szerint rendeztem el az eredményeket (Lewis et al. 2005) a tribusz, génusz, faj és termesztett fajta sorrendben.

Tojásrakás természetes és mesterséges magvakra Tojásrakás természetes magvakra A 66 növényfaj mindegyikére raktak tojást, de a nőstények <15 tojást raktak a fajok 54,5 %-ára, <30 tojást 34,8 %-ára és 30-45 tojást a 10,6 %-ára. Nem meglepő módon a nőstények a Phaseoleae tribusz tagjaira rakták a legtöbbet (3.1 táblázat). A Phaseoleae tribuszon belül a Glycine volt a legkevésbé kedvelt. Ugyanakkor jóval több tojást raktak olyan fajok magjaira, amelyek nem tápnövények: a Gleditsia delavayi, a Laburnum alpinum és L. anagyroides, a Robinia viscosa. A Cicer arietinum és Vicia faba mint alkalmi gazdanövény ismert. A legalacsonyabb tojásszámok a Vicia tenuifolia-n, Robinia pseudoacacia-n és Amorpha fruticosa- n és még néhány Vicia- és Lathyrus-fajon voltak találhatók. Az a tény, hogy a nőstények üveggolyóra is raknak tojásokat, a tojásrakást meghatározó általános ingerekre irányítja a figyelmet (lásd a 2. fejezetet).

Tojásrakás mesterséges magvakba kevert növényi anyagokra Az endospermium-alapú pilulákba kevert bab terméshéj (BTHP) és bab maghéj porok (BMHP) rendkívül eltérő tojásrakási válaszokat váltottak ki: a nőstények ¼-annyi tojást raktak a maghéj porral különböző dózisokban összekevert endospermium-pilulákra, mint azokra, melyekben bab terméshéj por volt (3.2 táblázat). Az előbbiek szignifikáns szinten különböznek a babmag kontrolltól és a terméshéjat 5 és 20 %-os koncentrációkban tartalmazó pilulákra rakott tojások számától (F8, 108= 18,1111, p< 0,0001), de egymás között nem. Ez kapcsolódik a maghéj- endospermium arányhoz, mert ez az a mennyiség, amellyel a nőstény szárazbabon való tojásrakáskor érintkezik. Az eredmény, mely megerősíti a Jarry (1980) adatait, azért fontos, mert a figyelmet felhívja arra, hogy a babzsizsik életciklusa szerint kétféle környezetben más-más tojásrakási szubsztrátummal találkozik, melyek nem egyenlő értékűek, ténylegesen a

49 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

termésfalból származó ingerek fontosabbak. A tárolt száraz babban csak a maghéjból származó ingereknek lehet szerepük. A természetes újrafertőzés során a szántóföldön viszont a babtermésen kell nyílást rágnia, hogy azon keresztül tojásait a termés belsejébe, a maghoz közel juttassa, miközben a magból származó ingerekkel nem is találkozik.

A pilulákban prezentált 43 vegyületből 22 semmilyen koncentráció-függő tojásrakási választ nem váltott ki, 4 esetében növekedő, 7 esetében csökkenő tendencia volt megfigyelhető (2.8 táblázat). A lerakott tojások száma több esetben a kontroll (bab) tojásszámok felét közelítették meg és legtöbbször az üres edényben, vagy a vegyület nélküli pilulára lerakott tojások számához voltak közel.

A szaponinokon a tojásrakás (3.3 táblázat) igen heterogén képet mutat: valamennyi pilulára raktak tojásokat, a legkevesebbet a primula szaponinra, a legtöbbet a glycirrhizin bázisra, a különbség szignifikáns. Mivel ezek növényből származó komplex anyagok, kapcsolat nem látható a vegyület jellege és a tojásszámok között.

Lárvafejlődés és imágó-kelés természetes és mesterséges magvakban Lárvafejlődés és imágó-kelés természetes magvakban A természetes magvakban vizsgált lárvafejlődés adatai három táblázatban találhatók: az első kettő a vadon előforduló növényfajokra (3.4 táblázat) és a termesztett fajokra és fajtákra (3.5 táblázat) vonatkozik, melyekből nem kelt imágó. A harmadik fogja össze azokat, melyekből keltek adultok (3.6 táblázat). (Ugyanaz a növényfaj két táblázatban is jelen lehet, ha egy termesztett fajtájából keltek imágók és egy másikból nem.)

Annak ellenére, hogy imágók nem keltek, a lárvafejlődés jelentősen előrehaladt és az L3-at érte el az Onobrychis viciifolia, Vicia sativa és Lathyrus aphaca fajokban (3.4 táblázat), L3 és L4-et a Lens culinaris-ban és a Glycine max Ewans fajtában és a Boly#3 fajtajelöltben, valamint eljutott a bábstádiumig a Pisum sativum cv. Iregi sárga-ban (3.5 táblázat). A legnagyobb mortalitás azonban mindenütt az L1 állapotban fordult elő és főként annak függvényében, hogy a maghéj ép, vagy átfúrt volt-e. Az előbbi fejlődési állapotok mind átfúrt maghéjú magvakban fordultak elő, ami a maghéj jelentős szerepére hívja fel a figyelmet. A legtöbb vadon termő faj magjai a magon kívül eredményeztek magas L1 mortalitást. Ugyanezekben a fajokban, ha maghéjuk átfúrt volt, viszont a maghéj alatt és az endospermiumban pusztultak el a lárvák. Sok L1 először belépett a magba a fúrt nyíláson keresztül, majd bizonyos mennyiségű endospermium elfogyasztása után kimászott ismét és kívül pusztult el, feltehetően éhezés vagy a toxikus endospermium következtében. Több faj esetében (pl. Gleditsia japonica) a maghéjon sekély rágási mélyedések voltak megfigyelhetők, akár ép, akár átfúrt maghéjjal rendelkezett. Az endospermiumban változatos hosszúságú rágott csatornák voltak láthatók. A Ph. coccineus faj magjain, annak ellenére, hogy a kifúrt maghéjon át is bejuthatott volna a lárva, saját lyukakat fúrtak. A befúrási hely az ép maghéjak esetében a köldök (Caragana, Onobrychis) tájéka, ill. a maghéj egyéb (az aljzattal érintkező) pontjai voltak.

Jelentős L1 mortalitás jelentkezett az elsődleges tápnövények egyike, a Ph. vulgaris esetében az ép magon kívül [32,1 ± 5,4 % (átlag ± SE, N=21) az ép, és 8,0 ± 2,1% a kifúrt magvak esetében, min.-max. 0-77,8 % és 0-35,6 %, külön-külön] és jelentős volt a különbség a lárva mortalitásban és az imágóvá fejlődés százalékában is a Ph. coccineus-hoz viszonyítva, az utóbbi javára. Azon fajoknál, melyekből imágók keltek, az ép magvak esetében az L1 mortalitás a magon kívül a 100 %-ot is elérte, olyan kivételektől eltekintve, mint a Vigna unguiculata és V. angularis, melyek maghéja rendkívül vékony (3.6 táblázat). (A maghéj-vastagság mérésének módszerét lásd az Appendixben.)

50 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

A 62 növényfajból négy tribusz 17 fajában (27,4 %) keltek imágók (3.6 táblázat). Nem csak fajok szintjén, de a babfajták között is jelentős variabilitás mutatkozott. Lényegesen befolyásolta ezt a maghéj (pl. Vigna, Lathyrus és Pisum), annak ellenére, hogy az endospermium alkalmas volt a lárvafejlődésre. Feltűnő a Vicia-fajok alkalmatlansága, a V. faba kivételével, szemben a Lathyrus-fajokéval. Ugyanakkor a V. faba meglehetősen vastag maghéjjal rendelkezik, azaz itt ismét az endospermium hatása érvényesülhetett. Az imágók testhossza lényeges különbségeket, a L. pratensis kivételével, nem mutatott (3.7 táblázat). Torz imágók 5 növényfajnál mutatkoztak (legmagasabb arányban a P. sativum és L. tuberosus fajokban), 10 esetében pedig néhány nem volt képes kibújni a magból.

A MANOVA-analízis eredményei (3.8 táblázat) szerint mindhárom főhatás (lerakott tojások száma, maghéj és endospermium) szignifikáns, a maghéj és endospermium kölcsönhatása meghatározónak látszik a lárvafejlődés és imágókelés szempontjából.

Lárvafejlődés mesterséges magvakban Az egyik fontos eredmény annak bizonyítása, hogy mind a bab termésfalának anyagai, mind pedig a maghéj anyagai toxikusak az A. obtectus L1-kre nézve. A pilulákba kevert 2,5 %-nyi maghéjpor 100 %-os lárva mortalitást okoz a fejlődés során (3.2 táblázat). Előzetes mérések alapján a Valja fajta esetében a maghéj a teljes száraz tömeg 8,3 ± 0,7 %-a (átlag és SD) volt (N= 27). Természetesen, az L1 csak a maghéj töredéknyi mennyiségén rágja át magát a magba-fúrás alatt és azt a mennyiséget sem fogyasztja el, szemben a kényszerhelyzettel, ami a pilulában van. A babtermés héjának hozzáadásával készült pilulában is hasonló a helyzet, ám ez, azon kívül, hogy hasonló anyagok előfordulását sugallja a termésfalban is, más jelentőséggel nem bír, tekintve, hogy a nőstény a termésfalon készít nyílást, amelyen keresztül tojásait a termésbe rakja, de az L1-nek nem kell átfúrnia magát a termésfalon.

A pilulában prezentált növényi másodlagos anyagcsere-termékek, néhány kivételtől eltekintve, mint a sziringa-sav, arbutin, eszkulin és rutin, egyértelmű dózis-függő választ mutattak: a növekvő koncentrációk csökkentették a kikelő adultok számát (3.9a-c táblázatok). A többség ellenben csak a legalacsonyabb koncentrációk mellett tette lehetővé a teljes lárvafejlődést. A nagyobb koncentrációk értelemszerűen hosszabb fejlődési időt (esetenként a kontroll 3x-át) és ugyanakkor kisebb imágó tömeget (előfordult 1 mg-os átlagtömeg is) eredményeztek a nagyobb „kezelési költségek” következtében.

A 19 szaponin közül 6 teljesen gátolta a lárvafejlődést, amelyek ezt lehetővé tették, azok meglepően magas százalékban (3.3 táblázat).

A nem-fehérje-típusú aminosavak általában csak a legalacsonyabb (0,01 %-os) koncentrációban nem akadályozták a lárvafejlődést, míg a mimozin és a nitropropionsav teljesen gátolta azt (3.10 táblázat).

Feltűnő az A. obtectus lárvák érzékenysége az alkaloidokra. A vizsgált 23 vegyület közül 7 (30,4 %) jelenlétében jutottak el a lárvák imágó állapotig és akkor is relatíve kis százalékban és csak a legalacsonyabb koncentráció mellett (3.11a,b táblázatok, átfedő vegyületekkel és egy nagyságrenddel eltérő koncentráció sávval, valamint más eljárással készült médiumokkal).

Egyes fenolok egyáltalán nem jelentettek lényegi akadályt a lárvafejlődésben, mások csak a legmagasabb koncentrációkban akadályozták azt (3.9b táblázat).

51 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

A flavonoidok, a morin és naringin kivételével, nem gátolták az imágóvá fejlődést (3.9c táblázat), az említettek is csak a legmagasabb koncentrációban. Ellenben az izoflavonoid rotenon élettani hatása 0,1 %-os koncentrációban jelentős, 100 %-os L1 mortalitást okozott (3.12 táblázat).

A nőstény tojásrakási preferencia és lárvális performancia viszonya A természetes magvak két nagyobb magtömeg csoportba rendezhetők: 100 mg alatti és feletti magvak. A nőstények a nagyobb magvakra több tojást raktak (r2= 0,3663, p< 0,0001). Ezek között volt található a két babfaj és a V. faba. Mivel ez eltorzítja a P/P kölcsönhatást, ezért megpróbáltam a tojás számokat normalizálni a magtömeggel (az előbbit elosztva az utóbbival). Ennek eredményeként a 3 tojás-szám osztály közötti korábbi szignifikáns különbség (magas= 36,9 ± 0,8 tojás, átlag ± SE, közepes= 20,6 ± 0,6 tojás, és alacsony= 8,9 ± 0,4 tojás, F2, 145= 579,7303, p< 0,0001; break-down ANOVA) megszűnt és a viszonyuk nem volt többé szignifikáns (magas= 0,21 ± 0,05, közepes= 0,35 ± 0,06, és alacsony= 0,29 ± 0,04, F2, 145= 1,833, p= 0,2088). Ha a kikelt imágók százalékát (= performancia) ábrázoltam a tojás szám: magtömeg arány (= nőstény preferencia) függvényében (3.1 ábra), akkor gyenge pozitív összefüggést kaptam (az ábrán a magvak méretsorrendje fordított!), jelezve, hogy a két tényező nem függ erősen össze. Ez a kapcsolat is megszűnik, ha a >0,4 és <0,04 tojás szám/magtömeg arányokat (azaz a nagyon kicsi és nagyon nagy tömegű magvakat) a két végen elhagyom (3.2 ábra).

A mesterséges magvakkal végzett kísérletekben sem látszik egyértelmű P/P összefüggés. Ellenkezőleg, a tojásrakás szempontjából kedvelt terméshéj port tartalmazó pilulákból egyetlen imágó sem kelt. Hasonló kép rajzolódik ki a szaponinokkal összefüggésben: 6 vegyület (primula szaponin, dioscin, rockogenin, tomatin, solanum glükozida keverék és a szolaszodin), melyekre az első kivételével elég jelentős számú tojást raktak a nőstények, 100 %-os fiatal lárva mortalitást okoztak.

3.1.3 Tárgyalás

A null-hipotézis szerint pozitív viszony áll fenn a nőstény tojásrakási preferencia és a lárvális performancia között, vagyis egy adott szubsztrátumra lerakott tojások száma és az abból kikelő adultok száma pozitív korrelációban van. Az eredmények a növényi és mesterséges magvak esetében egyaránt gyengén pozitív viszonyra utalnak, de semmi esetre sem jelentenek általánosan fennálló összefüggést. Ebben a viszonyban a számos kimondottan negatív kapcsolat is benne van. Valószínű, hogy a pozitív korreláció annak eredménye, hogy sok raktározott terményben szaporodó faj esetében, az A. obtectus-nál különösen, a tojásrakást kiváltó ingerek nem kötődnek csak a tápnövényhez. Avidov et al. (1965) és mások is több esetben bizonyították, hogy teljesen inert anyagok (acél- és üveggolyó stb.), megfelelő ingert jelentenek néhány tojás lerakására. Jelentős a hajlam több bruchida fajban a nagyobb magvak preferálására (Mitchell 1975, Szentesi 2003) is. Bonyolítja a képet az is, hogy a relatív (választási, choice) és nem- választási (abszolút) tesztek eredményei lényegesen eltérnek. Emiatt az abszolút tesztekben ezekben a vizsgálatokban is kisebb különbségek adódtak az egyes tojásrakási objektumok között. Figyelembe kell venni azt is, hogy még ugyanazon stádiumon (pl. adult) belül sem mutatható ki korreláció deterrens és toxikus hatás között (Bernays 1991). A fenti kísérletekre értelmezve ez a tojásrakás gátlás és az utódok intoxikálása közötti kapcsolatot jelentené. A kapott eredmények nem ezt bizonyítják imágó kelés szintjén (3.1 és 3.2 ábrák), és ha ezt csak a lárva mortalitásra vonatkoztatjuk, akkor az lenne várható, hogy minél nagyobb a nőstény által relatív vagy abszolút tesztben rakott tojások száma, annál kisebb a lárva mortalitás pilulán belül. A kapott összefüggések nem egyértelműek és nem szignifikánsak (abszolút teszt: r2= 0,0006; r= -0,0248; p= 0,8746; y= 18,2 - 0,03x; relatív teszt: r2= 0,0393; r= -0,1981; p= 0,2028; y= 25,9 -0,44x).

52 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

Az ebben a részben végzett vizsgálatok eredményei kiemelik azt a lényeges különbséget, ami a maghéjnak és az endospermiumnak az elfogadásban betöltött szerepe között fennáll. Az endospermium alkalmassága ellenére sem történik esetenként tojásrakás és fordítva, fejlődésre való alkalmatlansága ellenére is tojást raknak rá. A maghéj szerepe ellentmondásos. Egyfelől, az ép maghéj az L1-k számára fizikai és kémiai akadályt egyaránt jelenthet, ha a magba-jutás nélkül elpusztulnak. A fizikai gát a maghéj vastagsága és keménysége, amely, ahogy az eredményekből is kiderült, látszólag nem bizonyul lényeges akadálynak, mert még a legvastagabb is alig éri el a vizsgált Leguminosae fajok között a 0,3 mm-t (3.4 táblázat). (Megfigyeléseink mutatják, hogy az L1-k még 1 mm vastagságú műanyag lapon is áthatolnak.) A maghéj keménysége és víztartalma együttes hatásként jelenik meg. Thiery (1982, 1984) kimutatta, hogy ez még a bab esetében is lényegesen befolyásolja az L1-k befúrását: a 6 % víztartalmú maghéj 18-szor keményebbé válik a 42 %-os nedvesség tartalmúhoz képest. Másfelől, a maghéj kémiai sajátosságai lehetnek fontosak, erről azonban nagyon keveset tudunk. Bizonyítottan a maghéjban előforduló anyagok a polifenolok és kondenzált tanninok (Elias et al. 1979, D’Arcy & Jay 1978, Barroga et al. 1985, Reddy et al. 1985, Siemens et al. 1992, Lattanzio et al. 2005) melyek jelentősége egybecseng az általam is kapott eredményekkel (lásd a következő bekezdést). Például a rendkívül vékony maghéjú Vigna radiata és C. arietinum fajokba egyáltalán nem, vagy csak kis százalékban fúrtak be (3.6 táblázat), ami a maghéj felület kémiai sajátosságaival függhet össze. Másfelől a maghéj anyagainak hatékonysága kétes, mert a babzsizsik L1 a megfigyelések szerint a magba-fúráskor kiköpi a maghéj-rágcsálékot, vagy egészen minimális mennyiségben fogyasztja el (Thiery 1981). Ezt mások (Stamopoulos & Huignard 1980) és saját kísérletek is megerősítik (3.2 táblázat), sőt Stamopoulos (1988) valószínűvé tette, hogy a bab maghéjában jelen lévő toxikus faktor, a lignin, elkerülése miatt történik.

Az elsődleges tápnövények (Ph. vulgaris és Ph. coccineus) közötti különbségek összhangban vannak Leroi & Jarry (1981) adataival. Vizsgálataik 6 Phaseolus-fajt érintettek (egy közülük ma a Vigna-génusz tagja) melyek közül a Ph. coccineus-on mérték a legjobb lárvafejlődési mutatókat és ténylegesen a Ph. vulgaris-t tekintik a másodlagos gazdanövénynek. A lárvafejlődés sikere nagymértékben összefüggött a maghéj vastagsággal, amely mindkét faj esetében kedvezően változott a domesztikáció folyamán az ember és zsizsik „szempontjából” egyaránt. Más szerzők (pl. González-Rodríguez et al. 2000) is kiemelik a vad Ph. vulgaris és más Phaseolus fajok eltéréseit a domesztikált változatoktól pl. a lényegesebben vastagabb maghéjat. Leroi & Jarry (1981) vizsgálatában az átfúrt maghéjú magvakban szintén nagyobb százalékban fejlődtek ki A. obtectus imágók. A nőstények szívesen raktak tojásokat a Ph. aconitifolius (=Vigna aconitifolia) magvakra, melyekből nem vagy csak kis százalékban keltek imágók, vagyis negatív P/P korrelációt mutattak.

A pilulák és tabletták alkalmazása az előbbiekkel szemben lényeges lépés abban a tekintetben, hogy semmiféle burkolata a mesterséges magvaknak nincs, az endospermium és maghéj kémiai különbsége megszűnik és a nőstény ugyanarra az anyagra ad választ tojásrakás alkalmával, mint amire a lárva reagál befúrásakor. E tekintetben meggyőzőbb képet kaphatunk a P/P viszony jellegéről. Amennyiben a tojásrakást stimulálja egy vegyület és ugyanez a lárva fejlődését sem gátolja, ez erős pozitív P/P korrelációra utalhat, de nem szükségszerűen. Az imágó és lárva által pozitív ingerként felfogott anyag, elfogyasztva, toxikus lehet. Pl. a kanavanin, csersav és rokonai viselkedése látszik ilyennek, ill. mindazok, melyek lényegtelen L1 mortalitást okoznak befúráskor, de még sincs imágóvá fejlődés.

A maghéj jelentősége mellett az ultimális faktor, ami a lárva fejlődését meghatározza, az endospermium tápláló értéke és másodlagos növényi anyag tartalma. Az endospermium kémiai anyagai egyes feltételezések szerint a bruchidák speciációjában is szerepet játszottak, mégis

53 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

megfelelést a bruchida filogenetika és a gazdanövény kémiai anyagai között, mindössze egy a Mimosoideae-ben élő specialista bruchida csoport esetében sikerült kimutatni (Kergoat et al. 2005). A Leguminosae-fajok magvaiban lektinek (Gatehouse et al. 1984), szaponinok (Fenwick & Oakenfull 1983), alkaloidok (Hegnauer 1988), tanninok (Price et al. 1980), proteáz gátlók (Hines et al. 1992) és nem-fehérje típusú (toxikus) amino savak (Fowden 1970) fordulnak elő. Az utóbbiaknak nem csak mennyisége a magvakban figyelemre méltó, ami 8 % száraz tömeget is elérhet (Bell et al. 1978), hanem eloszlásuk a növényi taxonokban is jellegzetes. Sok Leguminosae-fajban jelen vannak és főként a Fabeae tribuszra jellemzőek. A legtöbb Lathyrus- faj több ilyen vegyületet tartalmaz, a Vicia-fajok kevesebbet és más jellegűeket, mégis az utóbbiak rendelkeznek az egyik legismertebb képviselőjükkel, a kanavaninnal (Bell 1972, Bell & Tirimanna 1965), amely különösen a Cracca szekcióra jellemző. Ebben a vizsgálatban a Fabeae tribuszon belül egyedül a V. faba-ban fejlődtek ki imágók, míg ugyanez több Lathyrus fajban is lehetséges volt (3.6 táblázat). Bár a kanavanin önmagában jelentős faktor lehet, ebben a vizsgálatban kb. 2 %-os kanavanin koncentráció mellett is keltek imágók (3.9a táblázat). E vegyület kezelésének képessége hasonló vagy ugyanolyan mechanizmusokra utal, mint a Caryedon brasiliensis esetében (Rosenthal 1983). A Phaseoleae tribusz ebben a vizsgálatban szereplő fajaiban nem található meg (Lackey 1977). A tablettákba préselt többi nem-fehérje típusú aminosav hatása a 0,1 %-os koncentráció mellett is letális volt, de a β-aminopropionitril fumaráté, az L-mimoziné és 3-nitropropionsavé még egy nagyságrenddel kisebb mellett is (3.10 táblázat). A vegyületek koncentráció-függő hatása sem egyértelmű – egyesek esetében a tablettán kívül elpusztuló L1, másoknál, pl. a D,L-α-metil-glutámsav vagy az L-kanavanin (1,0 %), majdnem az összes L1 a tablettán belül pusztult el és az igen magas koncentráció ellenére befúrt. Ez a vegyület hatásmódjára is rámutat: a bab erős fagostimuláns hatását a vegyület nem fedi el, de később toxicitása érvényesül. A Lathyrus sativus száraz magja 3,1-3,4 mg/g diaminopropion savat és homoarginint tartalmaz, külön-külön, több más, kisebb mennyiségben jelen lévő hasonló természetű aminosavval (Lambein et al. 1992), mégis ez az egyik olyan faj, amely kimagasló imágókelést (50-75 %) engedett meg, valamint a homoarginint tartalmazó pilulákból 0,1% koncentráció mellett is keltek imágók (3.6 és 3.10 táblázatok).

A lárvafejlődés adatai (3.11a,b táblázatok) azt sugallják, hogy ugyanazon csoportba tartozó alkaloidáknak is gyökeresen eltérő a hatásuk, amely koncentráció-függő is lehet. Így a citizin 1 %-os koncentrációban vagy táplálkozást gátló anyagként, vagy toxikus anyagként viselkedik, mert az L1-k nem képesek a pilulákba befúrni. Ezzel szemben, a trigonellin 5 %-os koncentrációban nem gátolja a pilulába való belépést, de a táplálkozás első szakaszában toxikus. A kolchicin 0,1 %-os koncentrációban nem gátolja az ízlelő receptorokat, a lárvák befúrnak, de hamarosan valamennyi elpusztul még L1 stádiumban. Az 1,0 és 5,0 % mellett egyre inkább a befúrás gátlása a domináló és emiatt kevesebb L1 pusztul el a pilulákban. Az alkaloidok letális hatása a legtöbb esetben az L1-ken fejeződik ki.

A szaponinok táplálkozást gátló hatása széles körben ismert (lásd a forrásokat in Gershenzon & Croteau 1991). Igen sok Leguminosae-faj tartalmaz szaponinokat, amelyek potenciális rezisztencia-faktorok lehetnének. Figyelemre méltó, hogy a Cicer, Pisum, Vicia faba, Phaseolus, Lens és Arachis fajokból kivont két szaponin-frakció együttes hatása a Callosobruchus chinensis imágóvá-fejlődésében nem volt negatív, szemben az egyik frakció önmagában erős fejlődés- gátló hatásával (Applebaum et al. 1969). Ugyanakkor ez a frakció a Phaseolus-ban a volt a legkevésbé hatásos.

A rotenon előfordulását általában Lonchocarpus- és Derris-fajokhoz (Leguminosae) kötik. Mesterséges magvakban a Callosobruchus maculatus 0,01 sz.a.%-os koncentráció mellett is

54 3 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban

nagy arányban pusztult el (Birch et al. 1985). Az A. obtectus, hasonlóan magas lárva mortalitás mellett 16 % imágókelést mutatott ugyanerre a koncentrációra.

Az endospermium sokféle vegyületeket tartalmaz, melyek együtt alakítják ki a „rezisztencia profilt” (Janzen et al. 1977, Rehr et al. 1973a,b, Applebaum et al. 1969). Az egyik fenotipikus jelzése ennek a testméret, amely tükrözi a lárvafejlődés alatt uralkodó állapotokat (3.7 táblázat). Feltételezésem szerint a kisebb testméretű és esetleg torzulással fejlődött adultok a nagyobb „kezelési költségeket” jelenítették meg.

A 2. és 3. fejezetek eredményei az A. obtectus P/P viszonyáról optimalizációs és evolúciós kérdéseket egyaránt felvetnek. Nagyon valószínű, hogy a nőstény döntése tojásrakáskor nem optimális, mert csak a maghéj (kémia, fizika és morfológia) alapján dönt, miközben nem kap közvetlen információt az endospermium alkalmasságáról, bár a maghéjból származó ingerek jelezhetik számára azt. Mivel azonban egy sor lárvafejlődésre nem alkalmas objektumra is rak tojásokat, nem valószínű, hogy specifikus ingerek jelenléte lenne szükséges a tojásrakáshoz. A döntése inkább a gátló és stimuláló anyagok arányától függ. A lárva növelheti túlélési esélyét, ha választási lehetősége van objektumok között. Ebben a maghéj fiziko-kémiai sajátosságai és az endospermium tápláló értéke és kémiai anyagai a döntőek. Mivel a nőstény és L1 között, a genetikailag determinált tápnövény körön kívül, nincs egy adott szubsztrát alkalmasságára irányuló információs kapcsolat, a P/P között sincs pozitív viszony általában. További evolúciós konzekvencia levonására adnak alkalmat a leírtak: az az egyoldalú szemlélet, amely a magvakban felhalmozó másodlagos növényi anyagok szerepét kizárólag a magfogyasztó szervezetek elleni védelemben látja, értelmét veszti, ha a magot a maghéj bármely tulajdonsága alapján a tojásrakó nőstény bogár vagy a lárva elkerüli. Az endospermiumban felhalmozódott anyagok nem vitathatóan erős élettani hatással rendelkezhetnek azon szervezetek ellenében, amelyek egészben elfogyasztják a magvakat, de jelentős más, a fiatal növény életében fontos funkciókat is ellátnak (növekedéshez szükséges N-források, mobilizálható védelmi anyagok kórokozók ellen stb.).

A tápnövény kör kiterjesztéseként sem lehet azt értelmezni, hogy a nőstény mesterséges körülmények között olyan Leguminosae-fajok magjaira is rak tojást, amelyekben a lárva nem képes kifejlődni. Mindenek előtt azt kellene tisztázni, hogy a preferencia hierarchiának van-e genetikai háttere. Amennyiben igen (ez valószínű), akkor egy elfogadható nem tápnövényen való tojásrakás nem a preferencia hierarchia megváltozását, hanem az elfogadási küszöb módosulását jelenti. Vagyis a hierarchia küszöb modell (2.3 pont) érvényességét igazolja. Az előbbiek alapján és a faj kettős, szabadföldi és raktári életmódjából következően, egy elfogadható nem- tápnövényen való fejlődés lehetősége csekély. A szabadföldön, sikeres fertőzés esetén sem képes áttelelni a lárva, az imágónak pedig, amennyiben fő tápnövényét, a babot, nem találja, más Leguminosae fajok terméseit kell először felismernie, majd elfogadni tojásrakás céljaira. A termés fala ilyen esetekben sem nyújt elegendő információt a benne található magvak lárvafejlődésre való alkalmasságáról. Ha mégis tojást rak a termésbe, akkor a lárvák vagy túlélnek, vagy elpusztulnak. Mivel a lárva korban használt táplálék nem befolyásolja az imágó- kori tojásrakást ugyanarra a növényfajra, a folyamat ismét megszakad. Csak az újonnan használatba vett növényen realizált nagyobb fitnisz esetén lenne a kinevelődő adultoknak esélye az új tápnövény használatára.

55 4 Populáció ökológia

4 Populáció ökológia

4.1 Magfogyasztási mintázatok pre-diszperzális magpredáció hatására

A tárgyalás alapjául szolgálnak: Szentesi, Á. 1999. Predispersal seed predation of the introduced false indigo, Amorpha fruticosa L. in Hungary. Acta Zoologica Academiae Scientiarum Hungaricae 45, 125-141. Szentesi, Á. 2006. Pre-dispersal seed predation by Bruchidius villosus (Coleoptera, Bruchidae) in Laburnum anagyroides (Leguminosae, Genisteae). Community Ecology 7, 13-22. c. munkái, valamint eddig nem publikált eredmények.

Bevezetés és célkitűzés Ez a rész a pre-diszperzális magpredátoroknak a növényi performanciára gyakorolt hatását kívánja kiemelni, hogy ellenpontozza a 4.2 témáját, mely azt merőben más szempontból tekinti. A fenti két publikáció ehhez a rész-témához járul hozzá, de részletes ismertetésükre nem kerül sor, csupán néhány adat épül be a soron következő tárgyalásba.

Az áttekintő jellegű irodalmi források (Janzen 1969, 1971a, 1975, Crawley 1983, 1989a, b, 1992, 1998, Hulme & Benkman 2002) igen jelentősnek tartják a pre-diszperzális magpredátorok növényi magprodukcióra gyakorolt hatását. A magfogyasztási értékek gyakorlatilag 0 és 100 % között mozognak nem csak élőhelyekre, hanem akár ugyanazon növényfajra, vagy egyedre nézve is (pl. időben). A nagy variabilitás arra vet fényt, hogy az aktuálisan elfogyasztott magvak száma további tényezőkkel van direkt és indirekt kapcsolatban, mint pl. a magbank-képzés és annak dinamikája, az egyedek megtelepedésére vonatkozó kényszerek, masting és predátor szatiáció, magdiszperzió, poszt-diszperziós magpredáció, pollinációs sajátosságok, növényi kompenzációs képesség, egyéves vs. évelő életciklus, egyidejűleg jelenlévő más herbivor fajok és továbbiak. Az általános megközelítés nem csak a pre-DMP fajok, de a rövid- és hosszú-távú hatások (populáció dinamika) között sem tesz különbséget. A zsizsik, ormányosbogár, lepkelárva és magdarázs, mint a könnyen kvantifikálható hatást kifejtő csoportok mellett, igen nehéz meghatározni pl. a poloska-fajok magfogyasztását, melyet a témakörrel foglalkozó munkák igen jelentősre becsülnek.

Hazai Leguminosae-fajokra nézve a 4.1, 4.2 és 4.3 táblázatok közölnek adatokat. A 4.1 táblázat, amely csak egy válogatást ad és elsősorban a Vicia-fajokra helyezi a hangsúlyt, megerősíti Crawley (1992) és mások által közölt adatokat: a termés-fertőzöttség gyakran magas, ami nem jelent mag-szinten és a bruchida fajok tekintetében is arányos értékeket. A 4.2 táblázat ugyanazon Laburnum-fákon, egymás utáni években tapasztalt és a Bruchidius villosus által okozott magveszteségeket mutatja, melyek jelentősen eltérnek. Az Amorpha fruticosa populációk különböző földrajzi és élőhelyeken mért termésfertőzöttsége nagy fluktuációkat bizonyít (4.3 táblázat), és annak ellenére, hogy parazitoidok hatásától mentes a magpredátor (Szentesi 1999), nem emelkedik magas értékekre.

Az 1990-es évek eleje óta, a túlságosan általánosnak bizonyult „herbivor hatás” pontosítása céljából éles különbséget tesznek a növényi performanciára versus a populáció dinamikára gyakorolt hatás között (Crawley 1989b). A növényi performancia-indikátorok között is csak egyik a magpredáció, mert a virág-, termés- vagy mag-produkciót befolyásoló szelektív növényi szövet fogyasztás [Louda (1995) „reproduktív herbivoriának” nevezi] nem csak a növény egyeden belüli eltérő szövet-érzékenységre hívja fel a figyelmet, hanem specialista herbivor csoportokra is. Míg pl. a kompenzálható szintű lombveszteségnek nincs lényegi hatása a magprodukcióra, a reproduktív szerveken való táplálkozás jelentős magtömeg csökkenést okozhat (lásd az 5.2 pontot). Fontos adat a pre-DMP-k által okozott növényi magprodukció

56 4 Populáció ökológia csökkenésének mértéke, de egészen más jelentőséggel bír a növényi populáció dinamikájára gyakorolt hatás. Éppen ezért az említett szélsőségek között mozgó magfogyasztási adatok önmagukban semmit sem mondanak arról, hogy a hatás milyen mértékben érintette a szóban forgó növény egyedeket/fajt hosszú távon. Lehetséges, hogy a még jelentős magfogyasztásnak sincs lényeges következménye a populáció méretére, mert a növény vegetatív úton terjed (pl. az általunk is sokat vizsgált Vicia tenuifolia), esetleg nagyméretű és permanens magbankot képez (pl. Ulex europeus, Holloway 1964), amely kompenzálja az időleges egyedszám csökkenést, természetesen egyéb tényezők, pl. mikrohely elérhetőség, függvényében. A legtöbb vizsgálat ugyanakkor megáll a magfogyasztás tényének és mértékének megállapításánál. Egyes magpredátor fajok bizonyos növényfajokon ritkák és hatásuk a magprodukcióra (vélhetően a fitniszre is) elhanyagolható. Delobel & Delobel (2006) Medicago orbicularis mintákból származó 10750 magból 26 Bu. nanus-t és 1 példány Bu. tibialis-t nevelt ki (0,32 %-os magfertőzés). A Vicieae/Fabeae tribusz növény fajaiban ugyanakkor a magfertőzés gyakran elérte a 25 %-ot.

Minden mag elfogyasztásával egy potenciális növényegyed pusztul el (Janzen 1971). Azonban még a fogyasztás módjai is különbözhetnek olyan mértékben, hogy a jelentős (50 %) endospermium veszteség ellenére is a mag csíraképes marad (Mack 1998), vagy a magpredátor bruchida lárva jelenléte egyenesen elősegíti a csírázást, mint a Gleditsia japonica és a Bruchidius dorsalis kapcsolatában ez megfigyelhető (Takakura 2002).

A magfogyasztás mértékével foglalkozó irodalmi kompilációk (pl. Crawley 1992), valamint a saját tapasztalataink (lásd a táblázatokat), továbbá az Amorpha, Laburnum, Vicia tenuifolia és V. angustifolia fajokkal végzett részletesebb vizsgálatok egyaránt felvetik a növényi fitniszre gyakorolt hatás kvantifikálásának nehéz kérdését. Nem összehasonlítható módon, más a magprodukció-magpredáció viszonyának jelentősége egynyári (V. angustifolia), lágyszárú évelő (V. tenuifolia) és fás évelő (Amorpha és Laburnum) fajoknál. Az esetek túlnyomó részében (a saját vizsgálatainkat is beleértve), ahol a magfogyasztás egy bizonyos százaléka megállapításra került, az adat egy meghatározott mintára vonatkozik és sajnos nem ad információt arról, hogy mekkora magprodukciót érint. Mivel a fitniszre gyakorolt hatásnak csak más egyedekkel/ fajokkal való összehasonlításban van értelme, a mégoly magasnak bizonyult magpusztulás (pl. 80 % az egyik egyeden/fajon és 60 % a másikon) semmit nem mond abban a tekintetben, hogy milyen mértékben érinti az illető fajok demográfiáját. A kérdés megvilágítása érdekében idézem a Crawley (1992) által adott példát: két Astragalus-faj közül a cibarius több magot képez, mint az utahensis (1400 vs. 1100). Az elsőn 93 %-os, a másodikon 60 %-os magpusztulást mértek 3 év alatt a pre-DMP-k tevékenysége következtében. Az első faj átlagos egyede 19, a másik 327 ép magot szórt el, vagyis a nagyobb fekunditással rendelkező növény populáció kisebb nettó növekedéssel jellemezhető, mint az alacsonyabb fekunditású. A legtöbb vizsgálat rövid távú és nem tesz becslést a magprodukcióra nézve, ami sajnos nem is egyszerű feladat.

57 4 Populáció ökológia

4.2 Pre-diszperzális magpredátor populáció dinamikai hatása gazdanövényén

A tárgyalás alapjául szolgál: Szentesi, Á. & Jermy, T. 2003. Pre-dispersal seed predation and seed limitation in an annual legume. Basic and Applied Ecology 3, 207-218. c. munka.

Bevezetés és célkitűzés Az irodalom a magpredációt a gazdanövény populáció dinamikájának egy fontos szabályzó tényezőjeként könyveli el (Louda 1982a,b, 1995, Crawley 1983, 1989a, 1989b, Watkinson 1986). A magpredátorok a növényi propagulumokat fogyasztják, és általában megölik a (potenciális) növényegyedeket (Janzen 1971, Auld & Myerscough 1986 és mások); éppen ezért közvetlen, könnyen mérhető hatást gyakorolnak a növényi fitniszre. A magvak fogyasztása nem kompenzálható a növény által (pl. az un. kompenzációs újranövekedés útján; Islam & Crawley 1983). Olyan stratégiákra van ehelyett szüksége, amelyek pl. a poszt-DMP-k esetében a magdiszperziót (Casper 1988), a pre-DMP-k tevékenysége nyomán viszont a teljes termés produkciót (Harper 1977), vagy a termés észrevehetőségét („apparencia”) érintik.

Crawley (1990) felvetette, hogy a legtöbb növényi populációt a mag kicsírázására és a csíranövény felnövekedésére alkalmas biztonságos mikrohelyek száma limitálja. Turnbull et al. (2000) véleménye szerint a kérdés csak addíciós kísérlettel dönthető el, vagyis magvak kiszórásával. Amennyiben a megnövelt magszám eredményeként növekedik a nettó növényi populációméret, akkor a mikrohelyek száma nem limitáló, inkább magszám-limitációról beszélhetünk.

A magszám-limitációnak azonban többféle oka is lehet. A növény táplálék ellátottságától, allokációs problémákon át a poszt-diszperzális magfogyasztásig több olyan pont is adódik, amikor csökkenhet a magszám. A magvak kiszóródása előtti tipikus magprodukció-csökkenése a pre-DMP-knek tulajdonítható, melyek hatása széles sávok között jelentkezik. Sokkal nehezebb és ennél fogva ritkább a pre-DMP-k populáció dinamikai hatását demonstrálni, amely szintén kísérleti úton lehetséges csak. Klasszikussá váltak e tekintetben Louda munkái (Louda 1982a,b, 1983, Louda & Potvin 1995) a Haplopappus fajokon. Louda (1995) a növényi populáció dinamikára gyakorolt hatás kimutatásához a következő alapvetően fontos információkat tartja szükségesnek: (1) a növény által elszórt magvak minősége és mennyisége, (2) a magbank dinamikai tulajdonságai, és (3) a csírázási és megtelepedési feltételek. Egyik meghatározása sem egyszerű feladat. A magpredátor hatásának vizsgálatára általában kizárást (inszekticid vagy más felhasználásával) szoktak alkalmazni (pl. Waloff 1968), azonban – ahogy ezt Crawley (1998) hangsúlyozza – a pre-DMP kizárása után nem tudható, hogy a magszám csökkenés nem növényi verseny következtében maradt-e meg. A nettó növényi populáció méret változását aktívan befolyásolják a poszt-DMP szervezetek (főként generalista rágcsáló és hangyafajok, Brown et al. 1986), valamint a magbank állapota (Leck et al. 1989). Ismeretes, hogy az egyéves fajok hajlamosak a magbank-képzésre (Rice 1989) és ezen belül is az egyéves Leguminosae fajok sok esetben formálnak 1-2 éves magbankot, ami a perzisztens és tranziens forma közötti átmenetnek tekinthető.

A jelenlegi munka célkitűzése az volt, hogy megvizsgálja, vajon mi befolyásolja a nettó növényi rekruta számot az egyéves vetési bükköny faj, a Vicia angustifolia, esetében: mikrohely- vagy magszám-limitáltság? Amennyiben az utóbbi áll fenn, akkor a pre-DMP populáció dinamikai hatása érvényesülhet. A mikrohely-limitáltságot magvetéssel (addíció), a magszám-limitáltságot a pre-DMP-k kizárásával vizsgáltuk.

58 4 Populáció ökológia

4.2.1 Anyagok és módszerek

A kísérleti hely és elrendezés A kísérletekre 1993 és 1998 között az MTA Növényvédelmi Kutatóintézete julia-majori Kísérleti Telepének területén került sor Budapesten, Ady-ligeten (47o 32’ N, és 18o 56’ E, és kb. 310 m tengerszint felett). Az éves csapadék 500 mm körül van. A januári napi hőmérsékleti átlag -2,7 ± 4,9 oC (±SD), a vegetációs időszakban (május 1 – augusztus 31) 2 m-es magasságban 19,5 ± 6,5 oC (N= 4 év).

Két hely került kijelölésre, ahol eltérő jellegű megközelítéssel vizsgáltuk ugyanazon kérdéseket. Az 1. sz. hely körülkerített volt 15x15 cm nyílású ráccsal, ami lehetővé tette a kisemlősök áthaladását, de kizárta a nagytestű állatokat. A 2. sz. hely kb. 1 km-re volt az elsőtől, nem volt körül kerítve és egyfajta egyszerűsített változta volt az elsőnek. Létrehozásának oka az 1. sz. helyen 1995-ben tapasztalt erős rágcsáló tevékenységből származó adatvesztési veszély volt. Ezen a helyen csak kizárásos kezelés folyt. Itt 7 kezelt és 7 kezeletlen (50x50 cm-es méretű) parcella volt random elhelyezésben, 1996-1998 között.

Az első helyen 32 mikroparcellát jelöltünk ki, melyek 50x50 cm méretűek voltak, közlekedésre alkalmas résszel elválasztva. A parcellákon a következő kezelésekre került sor (4 sor x 8 oszlop): lásd az alábbi táblázatot.

Kezelés/szintek Leírás Parcella- szám (A) Zavarás A földfelszíni vegetáció eltávolítása 1. szint: Vegetáció érintetlen 16 2. szint: Vegetáció + 1cm talaj eltávolítva 16 (B) Magvetés 50 és 100 V. angustifolia mag/parcella vetése 1. szint: Vetés a zavart parcellákon 16 2. szint: Vetés a nem zavart parcellákon 16 (C) Kizárás A pre-DMP-k távoltartása 1. szint: Permetezés inszekticiddel 16 2. szint: Permetezés vízzel 16

Minden parcella három kezelési állapotot vagy annak hiányát mutatta: pl. vegetáció érintetlen+50 mag+permetezett, vagy zavart+100 mag+nem permetezett stb. Valamennyi magot minden parcellán el kellett vetni, mert a talajjal a V. angustifolia magvakat is eltávolítottuk.

A kezelések részletesebb magyarázata A zavarás szerepe a mikrohely-szám limitáció hipotézisének tesztje. A jelen lévő vegetáció és a felső 1 cm-es talajréteg eltávolítása után, a csupasz parcellákra vetett magvak szabadon csírázhattak. A vegetációval borított parcellákon ezzel szemben „meg kellett találniuk” saját mikrohelyeiket.

A vetéssel biztosítottuk a fenti helyeken a rekruták megjelenését. Azért alkalmaztunk 2 vetési denzitást, mert nem volt elegendő információnk a mag és csíranövény mortalitásról. A magvakat egyenletesen, egy templát szerint helyeztük ki. A V. angustifolia magvak nagy mennyiségben álltak rendelkezésre másutt végzett gyűjtésekből. A V. angustifolia magvak laboratóriumban 55,6 ± 31,5 %-os csírázási kelést mutattak (átlag ± szórás, 516 mag 8 mintából), a csírázás időtartama 6-102 nap volt.

59 4 Populáció ökológia

A kizárásos kezelés esetében feltételeztük, hogy a pre-DMP-k olyan magszám csökkenést okoznak, amely maglimitációt vált ki. A kizárást permetezéssel végeztük. Az első 3 évben a Danadim® 40EC (Cheminova Agro A/S) szert használtunk 0,2 (térfogat) %-os töménységben, míg az utolsó 2 évben Enduro® (Bayer) foszforsav észtert.

A növény és herbivorjai A V. angustifolia egynyári mikrohely kolonizáló faj. A környező növényegyedekbe kapaszkodva növekedik. Önbeporzó, ezért jól lehet vizsgálni a magprodukciót izolátorba zárt növényeken. A virágzás május végétől késő szeptemberig eltart, de a magvak többsége június végére megérik. Az érett termések sötétbarnák, felnyílók, 2-7 cm hosszúak, 6-12 gömbölyű, 1,5-2 mm méretű, 10-15 mg tömegű mag található bennük. A növény aktívan elszórt magjai rövid-távú (1-2 éves), de perzisztens magbankot képeznek. Sok mag még a kiszóródás évében csírázik augusztus- szeptember folyamán és mint fiatal növény telel át. Mások csak a következő évben kezdenek csírázni. A kísérleti területen mindenütt gyakori volt.

A V. angustifolia pre-DMP guildje egyetlen bruchida fajból (Bruchus luteicornis, Coleoptera, Bruchinae), 4 ormányosbogár fajból (Apion cerdo, A. pomonae, A. punctigerum és a Tychius quinquepunctatus, Coleoptera, Curculionidae) és a Cydia nigricana (Lepidoptera, Tortricidae) fajokból tevődik össze (Szentesi & Jermy 1998, nem publikált adatbázis). A guild tagok relatív gyakorisága 42, az ország különböző pontjain gyűjtött minta alapján a következő volt (a fertőzött magok százaléka alapján): 3,3 ± 5,6 % (átlag ± SD) bruchida, 3,7 ± 5,0 % ormányos és 3,0 ± 5,6 % sodrómoly, tehát általában nem magas. Ezeken kívül megfigyelhető volt poloska szívás, melynek kvantifikálása igen nehéz és a faji hovatartozás sem ismert. A kizárásos kezelés mindhárom pre-DMP csoportot érintette.

Mintavételek, mérések Minden évben két alkalommal mértük fel a parcellákon és a környezetükben a V. angustifolia denzitását. Tavasszal az átteleltek és új egyedek, ősszel a telelés előtti fiatal egyedek számát. Ehhez minden parcellán regisztráltuk az egyedek számát, a környezetben pedig legalább tíz, 50x50 cm-es kvadrátban határoztuk meg.

Minden parcellán megjelöltünk 5 növényt és ugyanazokon az egyedeken évente két alkalommal növény morfológiai paramétereket (növény magassága, elágazások száma és hossza, levél emeletek száma, virágok és termések száma, termések hossza) és a pre-DMP-k jelenlétére mutató adatokat (lerakott tojások és adultok száma) vettünk fel. A pre-DMP-k hatását a növényi performanciára a magprodukción keresztül mértük. A magvak száma (és egészségi állapota) tükrözi a növényegyed fitniszét. Ennek megállapításához az érett terméseket folyamatosan szedtük, amíg valamennyi begyűjtésre került. Augusztus folyamán valamennyi termést felbontottuk. Ekkor állapítottuk meg a pre-DMP fertőzés mértékét, a kikelt tojások, a befúrt L1- k, az abortált, ép, elfogyasztott, sérült stb. magvak számát, a parazitáltságot. Az egy-egy parcelláról összeszedett termésekből kikerült ép magvakat ugyanarra a parcellára visszaszórtuk szeptember első napjaiban, ezzel biztosítva a következő évi növényeket. Ezzel azt is megakadályoztuk, hogy a poszt-DMP-k hatása jelentős legyen.

V. angustifolia mintákat más helyeken is gyűjtöttünk és megállapítottuk a fertőzési szinteket. A kísérleti területen évente kb. 60 V. angustifolia növényre, a virágzás előtt, 1 mm lyukbőségű vászon izolátorokat húztunk fel. Ezek az egyedek az elpusztulásukig mentesek voltak minden rovar-behatástól. Célunk az volt ezzel a csoporttal, hogy a magfogyasztó és más rovarok hatása nélküli mag- és szárazanyag produkciót meghatározzuk (vegyszeres kizárás nélkül). Ehhez a teljes föld feletti rész eltávolításra került, szárítószekrényben kiszárítottuk, majd lemértük.

60 4 Populáció ökológia

Mikrohely-limitációs kísérletek Az 1. sz. helyen 2 ismétlésben, a 2. sz. helyen 1 ismétlésben, három-három 50x50 cm-es kvadrátba 10, 100 és 1000 V. angustifolia magot szórtunk ki. A kvadrátok 100 %-os borítottságúak voltak Graminea-fajokkal. A cél annak megállapítása volt, hogy a magvak hány százaléka képes kikelni, természetes körülmények között, a 100 %-os borítottság mellett elérhető mikrohelyeken. Az augusztusban kiszórt magvakból kikelt fiatal növényeket ugyanabban az évben októberben számoltuk meg, azután a következő 2 évben tavasszal. A csíranövényeket nem távolítottuk el.

Egy másik változatban azt mértük, hogy a mikrohelyek használata/elérhetősége a csírázás függvénye volt-e? Ennek megállapítására eltávolítottuk a vegetációt és a legfelső 1 cm-es talajréteget öt 25x25 cm-es helyen, majd 100 magot szórtunk ki szúnyogháló sűrűségű műanyag szövetből készült tálcákra. A tálcákat ezután az ugyanerről a helyről származó növényi hulladékkal, avarral borítottuk be. A kikelő kis növényeket folyamatosan eltávolítottuk 2 éven át.

Adatok és statisztikai módszerek A két területről, rágcsáló kártétel stb. okozta adatvesztések következtében, a pre-DMP-k hatását csak 3-3 év adataival számoltuk. Az adatokat összevontuk. A kísérleti elrendezés 3-utas ANOVA értékelést tett lehetővé (zavarás x magvetés x kizárás), amelyet a Statistica program (StatSoft 1984-2000, ver. 5.5) GLM moduljával számoltunk. A kezelések voltak a kategorikus változók, a növényi és fertőzési paraméterek pedig a függő változók. Az egy parcellán belüli adatokat összevontuk pszeudopreplikációk elkerülésére és parcella átlagokkal számoltunk.

4.2.2 Eredmények

Figyelemre méltó állandóság jellemezte a V. angustifolia növények számát a kísérleti helyek környezetében: az 1. sz. helyen 3 növény/0,25 m2, a 2. sz. helyen 11 növény/0,25 m2 éveken át.

Az 1. sz. helyen a zavarás volt az, amely szignifikánsan befolyásolta a növénykék számát a 6 év közül négy évben (4.4 táblázat). A magvetés csak az első két évben mutatta hatását. Interakció nem jelentkezett. A zavart parcellákon 2-4-szer több V. angustifolia volt (akár permetezett, akár nem), a nem zavartakkal összehasonlítva (4.1 ábra). A 2. sz. helyen, ahol csak vegetációval borított parcellák voltak, a permetezett parcellákon szignifikánsan több V. angustifolia növény volt 1997-ben (F1, 26= 5,72, p< 0,05) és 1998-ban (F1, 12= 8,55, p< 0,05).

1996-98-ban az 1. sz. helyen átlagosan 122,1 ± 55,5 (SE) ép magvat szórtunk vissza a parcellákra a kezelésektől függetlenül. A 2. sz. helyen, hasonló feltételek mellet, 175,8 ± 17,4 magot. Figyelemre méltó, hogy az évi átlagban ezek 10,5 ± 3,3 % és 5,4 ± 0,6 %-a fejlődött növénykévé. Ezek szerint a kiszórt magvak egy jelentős része, a kikelteken kívül, magbankot formált, vagy a kiszórást követően poszt-DMP-k áldozata lett, ami természetesen nagy varianciát okozott.

A felnőtt növények számát a zavarás az 1. sz. helyen csak 1997-ben befolyásolta. Ekkor szignifikánsan kevesebb növény volt a vegetációval borított (6,9 ± 0,7, átlag ± SE), mint a csupasz parcellákon (12,6 ± 1,8) (F1, 24= 10,59, p= 0,0034; 3-utas ANOVA).

Hasonló különbség nem volt más években. A 2. sz. helyen a felnőtt növények száma azonos volt a vegetációval borított, permetezett és nem permetezett parcellákon 1996-97-ben, és csak 1998- ban volt szignifikáns különbség (nem permetezett: 6,0 ± 0,8, permetezett: 9,3 ± 12, t= 2,33, df= 12, p= 0,038 független minták esetében).

61 4 Populáció ökológia

Növényi növekedési mutatók Nem volt különbség a kezeléseknek tulajdonítható növényi növekedési paraméterekben az első felvételezés alkalmával (részleteket nem mutatunk). A növények 10-30 cm magasak voltak, termések alig voltak találhatók. A 2. sz. helyen, azonban a növények a kizárási kezelés hatására szignifikánsan nagyobbak voltak a nem permetezetteknél 1998-ban [permetezett: 26,2 ± 1,9 vs. nem permetezett: 16,7 ± 2,7 cm (átlag ± SE), F1, 12= 8,86, p= 0,0154; egy-utas ANOVA].

A második felvételezés alkalmával (júniusban) látszott, hogy a zavarás alapvetően meghatározza a növényi növekedési tulajdonságokat (4.5a-c táblázatok). Azok a növények, melyek csupasz talajon növekedtek, szignifikánsan nagyobb száraztömegeket és elágazás-hosszokat értek el (4.2 ábra). A 2. sz. helyen, a permetezett növények általában nagyobbra nőttek és több és nagyobb terméseket hoztak, de csak 1998-ban.

Növényi performancia: a magvak minősége Az inszekticides kezelés szignifikánsan meghatározta az ép és fertőzött magvak számát (4.5a-c táblázatok), de az abortált magvak számára is hatással volt (lásd alább).

Ahogy az várható volt, a fertőzött magvak száma termésenként 2-15-ször nagyobb volt a nem permetezett parcellákon, de függetlenül attól, hogy az egy csupasz vagy vegetációval borított parcella volt. Másfelől, a legtöbb esetben az ép magvak száma/termés nagyobb volt a zavart parcellákon, ahol pre-DMP kizárás is volt, mint azokon a parcellákon, amelyek vegetációval voltak borítva és nem volt permetezés (4.3 ábra). Valamennyi kezelés kombinációban a pre- DMP-k által elfogyasztott magvak száma szembetűnően alacsony volt, kb. 1 mag/termés, ha nem volt kizárás, és gyakorlatilag nulla a permetezett parcellákon. Ha a zavarást elhagyjuk és mindkét helyet, valamint az összes évet összevonjuk, a magvak átlagos (± SE) száma/termés 8,6 ± 0,2, melyben benne van 3,4 ± 0,2 abortált, 0,5 ± 0,1 fejletlen, 3,7 ± 0,3 ép, és 0,9 ± 0,1 pre-DMP-k által fertőzött mag. A 2. sz. hely magfertőzési szintjeit a 4.4 ábra mutatja.

Az abortált magvak száma/termés általában kevesebb volt a permetezett parcellákon, tekintet nélkül a zavarási állapotra: az 1. sz. helyen 1996-ban átlag 2,78 abortált mag volt termésenként a permetezett, és 3,67 a nem permetezett parcellákon (F1, 26= 4,34, p= 0,0472); 1997-ben: 2,10 vs. 2,66 (F1, 30= 2,89, p= 0,0994); 1998-ban: 2,27 vs. 2,98 (F1, 30= 6,01, p= 0,0203). A 2. sz. helyen 1996-ban: 4,76 vs. 5,60 (F1, 12= 3,08, p= 0,1049); 1997-ben: 1,72 vs. 2,86 (F1, 10= 6,54, p= 0,0284); 1998-ban: 2,56 vs. 3,53 (F1, 11= 5,38, p= 0,0406); egy-utas ANOVA-k.

Növényi performancia: a magvak tömege Az 1. sz. helyen, 1994-ben, a magtömeg a vetés és zavarás hatása alatt alakult (4.6 táblázat), de nem különbözött bármely más kezelés kombinációtól. 1996-ban és 1998-ban szintén nem volt különbség a magtömegben a kezelések és kombinációik hatására. Ellenben 1997-ben a magtömeget szignifikánsan befolyásolta a kizárási kezelés: nagyobb volt a permetezett parcellákon, tekintet nélkül arra, hogy az vetett volt-e vagy zavart: 14,0 vs. 11,6 mg (p = 0,003). A 2. sz. helyen a magtömegben nem volt különbség a permetezés kezelés hatására, bármely évben.

Mikrohely limitáció Az „A” kísérletben (mely a mikrohelyek mennyiségének meghatározására irányult) a 10 kiszórt mag 100 %-ban kikelt, a 100 magból 45 %, és 1000 magból 35 %, láthatóan egy felső érték felé közelítve (4.7 táblázat). Ez 10, 45 és 350 magot jelent ugyanazon a méretű területen, maximálisan 35-szörös, vagy a kontrollal összehasonlítva, ahol 2 magonc volt található, 175- szörös növekedés!

62 4 Populáció ökológia

A „B” kísérletben a csírázási százalék 60,0 ± 5,3 % (átlag ± SE) volt a vetés évében ősszel, és csak egy töredék (0,6 ± 0,2 %) jelentkezett tavasszal. További csírázás nem volt.

Az ország más részein gyűjtött minták fertőzési százaléka Az 1994-98 között gyűjtött V. angustifolia mintákból 7 véletlenszerűen választott mintában 372 termést értékeltünk ki. A termésenként átlagosan (± SE) 11,4 ± 0,1 mag a következő módon oszlott meg: 6,8 ± 0,2 ép, 0,8 ± 0,1 fertőzött mag, a maradék pedig fejletlen mag volt. Az értékek ugyanabba a sávba illenek, mint a kísérletben nyert adatok. Az összes magra vonatkoztatva a pre-DMP fertőzés 6,7 % volt (10 %-ra kerekítettük). Ha azonban csak a teljesen kifejlett magvak számához viszonyítjuk, akkor 12,5 %. Egy másik mintában, ahol a bruchida fogyasztási szint 5,5 ± 7,0 % volt (átlag ± SD), 6,1 ± 9,6 %-os parazitáltságot mértünk (gyilkos és fémfürkészek), a tojásokat pedig 5,4 ± 8,1 %-ban parazitálták Trichogramma faj(ok).

4.2.3 Tárgyalás

A pre-DMP-k hatása Megállapítottuk, hogy a pre-DMP-k a V. angustifolia-nak csak kismértékű magkárosodást okoznak (4.5a-c táblázatok és 4.3 ábra). Több tényező is felelős lehet ezért: (1) Egyik oka lehet a specialista magfogyasztó, B. luteicornis alacsony hatékonyságú gazdanövény megtalálása. Azonban, az a tény, hogy fejletlen, reproduktív részek nélküli, a környező vegetációban alig észrevehető növényegyedeken is jelen voltak bogarak, ez ellen érvel. Ha a gazdanövény megtalálása csak alkalomszerű lenne, akkor a termésekben aggregáltan fordulnának elő magfogyasztók. Nem ez tapasztalható. Továbbá, a teljes pre-DMP fertőzés azonos volt a csupasz, vagy vegetációval borított parcellákon, ami kétségessé teszi a vegetáció gátló hatását a tápnövény megtalálásában. (2) A növény extraflorális nektáriumokkal rendelkezik és a hangyák, melyek látogatják ezeket esetleg védelmet nyújtanak a pre-DMP-k ellen. Ez a kérdés ellentmondásos (Koptur 1992) és a hangyák meglehetősen hatástalanok, ahogy azt Fegyveres O. nem publikált eredményei mutatták. (3) A legtöbb V. angustifolia-n élő pre-DMP obligát egynemzedékes faj, melyek tojásrakási aktivitási időtartama rövid, ezért, még ha a források hosszabb időn keresztül elérhetők is, nem kerülnek felhasználásra. (4) Sem a V. angustifolia-n, sem a bruchida egy másik (rokon) tápnövényén, a V. grandiflora-n, nem mutatkozik denzitás- függés bármely okból. Ehrlén (1996) a Lathyrus vernus-on csak egy nagyon variábilis tér-idő skálán tapasztalt denzitás függést. (5) Átlagosan 1 mag/termés károsodik (4.3 és 4.4 ábrák), ami azt jelenti, hogy a pre-DMP-k denzitása alacsony és a kompetitív kölcsönhatások valószínűsége kicsiny. (6) A parazitoidok erőteljes szabályozó hatást jelenthetnek. Ellentétben ezzel a pre- DMP-k parazitáltsága meglehetősen alacsony volt, ezért nem valószínű a szabályozó hatásuk. Egy másik, évelő bükkönyön (Vicia tenuifolia), vizsgálataink alapján, a parazitoidok hatása, ami ott jóval fajgazdagabb közösséget jelent, szintén denzitás független volt (Szentesi Á. & Jermy T. nem publ. eredmények és az 5. fejezet).

A közvetlen magkárosításon kívül a növényi és mag-tulajdonságokban zajló indirekt változások kapcsolódhatnak a károsodás mellé (Andersen 1988). Ilyenek az abortált magvak száma. A kizárásos kezelésben, tekintet nélkül arra, hogy volt-e zavarás vagy sem, az abortált magvak száma szignifikánsan kisebb volt, mint a kontrollban, tehát több ép mag keletkezett (4.4 ábra). Ugyanilyen különbség nem volt a zavart és vegetációval borított parcellákon (függetlenül attól, hogy permetezett volt-e vagy sem). Ez azt jelenti, hogy a pre-DMP aktivitás korrelált az abortált magvak számával. Bár a kapcsolat bizonyára indirekt és nagyon komplex a két tényező között, esetleg mégis tükrözheti a növény reakcióját arra a stresszre, amit a magfogyasztók okoznak. Néhány esetben leírtak indukált és szelektív mag és termésabortálást magpredátorok hatására (Janzen 1971, Stephenson 1981), de nem a V. angustifolia-ban. Louda (1982b) szintén

63 4 Populáció ökológia megfigyelte Haplopappus squarrosus esetében, hogy az inszekticiddel távol tartott magpredátoroktól mentes kezelt növényeken kisebb volt a virágfejek abortálása és több mag jutott el az érési állapotig.

Mikrohely limitáció A magoncok (4.4 táblázat és 4.1 ábra) és az adult növények száma nagyobb volt a csupasz parcellákon. Ez azt mutatja, hogy nem csak a mikrohelyek száma lehet limitáló, de azt is, hogy a V. angustifolia esetleg gyenge kompetítor. Másrészről azonban, azokon a parcellákon, melyek vegetációval voltak borítottak (2. sz. hely) a permetezés kedvezőbb viszonyokat teremthetett a rekruták megjelenésére, valószínűleg a poszt-diszperzális magfogyasztók és más herbivorok távoltartása által. A növény néhány vonása azonban kedvezőbben alakult a csupasz parcellákon a kezelésektől függetlenül (4.5a-c táblázatok és a 4.2 ábra, 2. sz. hely, 1996), arra utalva, hogy a V. angustifolia kevéssé sikeres nagyobb denzitás mellett.

A magtömeget általában fontos fitnisz komponensnek tekintik, melynek csökkenése a herbivoria következtében hatással van a csírázásra (pl. Crawley & Nachapong 1985). A magméret (ténylegesen a magtömeg) és a csíranövény méretének viszonyát általában pozitívnak tartják, amely azután kihat a növény kompetíciós képességére. Valójában nem csak a magtömeg rendkívül variábilis általában (Szentesi & Jermy 1995), de a magonc méretét is a relatív növekedési sebesség határozza meg, ami viszont fordított arányban van a magtömeggel (Westoby et al. 1992). Eltekintve ebben a kísérletben a vetés és zavarás kölcsönhatásától (1994) és az inszekticid kezeléstől (1997), amikor a magtömeg szignifikánsan változott (4.6 táblázat), más kezelések nem befolyásolták.

Még ha a növényi performancia gyengébb volt is nagyobb denzitású vegetációban, a vetési kísérlet (4.7 táblázat) bizonyította, hogy a V. angustifolia képes rekrutákat produkálni teljes borítottság mellett is. A rekruták számának növekedése azt mutatta, hogy csírázásra alkalmas mikrohelyek elérhetők voltak és kb. 35 %-os további magonc növekedés volt lehetséges. Emiatt a V. angustifolia nem látszik mikrohely-limitált növényfajnak.

A „háló-tálcákon” csupasz talajra helyezett magvak kelése azt mutatta, hogy a szabad helyek növelik a csírázási rátát, de ez nem jelenti azt, hogy valamennyi mag kikel. Ez és a vetési kísérlet azt bizonyítja, hogy a V. angustifolia rövid-távú permanens/tranziens magbankkal rendelkezik. Ez nagyjából 2 évet jelent, amíg a magbankból egyetlen év magjai kikerülnek (4.7 táblázat).

Magszám limitáció Ha a V. angustifolia nem mikrohely-limitált, akkor miért nem magasabb a rekruták száma? Úgy látszik, hogy ennél a bükköny fajnál kevés mag áll rendelkezésre a rekruta-szám növeléséhez. A 10 %-nyi pre-DMP okozta magszám csökkenés ellenére a magbankba jutó ép magvak aránya (90 %), az abortált és fejletlen magvak arányát leszámítva és csak kb. 42 %-os csírázási képességet feltételezve is, átlagosan 8 %-nyi magból fejlődött növény. Az jelenleg nem ismert, hogy mi történik a magokkal az anyanövény elhagyása után. A jelek arra mutatnak, hogy poszt- diszperzális magfogyasztók és patogén szervezetek jelentős százalékot ölhetnek meg. Mindebből úgy látszik, hogy a magszám limitáció a magvak szétszóródása és a csírázás közötti időszakban jelentkezik. Edwards & Crawley (1999) úgy találta, hogy a gerinctelen fajok hatása a füves vegetációjú helyek magbankjára elhanyagolható. Feltehető, hogy gerinces magpredátorok (Apodemus- és Microtus-fajok) nagyobb szerepet játszanak ebben.

Fontos következtetés a fentiekből, hogy kétségek merülhetnek fel azt illetően, vajon a pre-DMP szervezetek képesek-e egynyári növényfajok populáció dinamikáját befolyásolni? Ez támogatja

64 4 Populáció ökológia

Crawley (1992) felfogását, de megjegyzi (Crawley 1998), hogy egynyáriakon gyakran azért nem észlelhető erős populáció dinamikai hatás, mert a magbank kompenzáló hatása jelentős. Bár az valószínű, hogy a V. angustifolia perzisztens/tranziens magbankkal rendelkezik, ennek pufferoló hatása a poszt-diszperzális ágensek tevékenysége miatt esetleg elenyészik. Louda (1995) jelentősnek tartja a reproduktív szerveken és a csíranövényeken jelentkező herbivoriát, ami a mi vizsgálatunkban nem volt számottevő. Más felől az eredmények egyeznek azzal a predikcióval, mely szerint a füves vegetációban gyakori a magszám-limitáció (Crawley 1990). Valószínűleg a legjobb kompromisszum a V. angustifolia rekruta-számát befolyásoló faktorok magyarázatára az aszimmetrikusan kombinált mikrohely és magszám limitáció együttese, hasonlóan ahhoz, ahogy azt Eriksson & Ehrlén (1992) javasolta. Eszerint, a nettó növekedést a V. angustifolia populációban egyaránt befolyásolja a csírázásra alkalmas biztonságos mikrohelyek lokális száma, de még jelentősebb mértékben a magszám limitáció, amely lehet a poszt-DMP-k hatása. Ahol ezeket kizárták, ott növekedett a mikrohelyek használata (Alexander & Mihail 2000), gyengítve a növényi versenyen alapuló érveléseket (Hulme 1996).

65 5 Közösség ökológia

5 Közösség ökológia

5.1 Forrásfelosztás Vicia-fajokon élő magpredátorok között

A tárgyalás alapjául szolgálnak: Szentesi, Á., T. Jermy & V. Takács. 1996. Niche relations in Vicia-inhabiting Bruchus spp. Entomologia experimentalis et applicata 80, 152-155. Szentesi Á. & T. Jermy. Lack of interspecific competition among pre-dispersal seed predator bruchids of Vicia tenuifolia (Leguminosae). Kézirat. c. munkái.

Bevezetés és célkitűzés A fenti két tanulmány az interspecifikus verseny jelentőségét vizsgálja a pre-diszperzális magfogyasztó szervetek körében, éppen ezért együtt diszkutálom őket. Lényeges különbség az ebben és az 5.2 fejezet-részben leírásra kerülő anyagok vizsgálati szempontja között az, hogy az előbbiek eloszlási adatok, az utóbbiak fele-részben kísérleti, fele-részben eloszlás adatok analízisén nyugszanak, ugyanakkor az utóbbi lényegesen eltérő, un. null-modell koncepción alapul.

A hutchinsoni niche elmélet első időszakát a fajok közötti verseny gondolata uralta, mely időszakot Schoener (1983) és Connell (1983) nevezetes cikkei zártak le, egyszersmind egy új, ellenkező irányú hullámot elindítva. Már Hairston et al. (1960) is, később pedig Lawton & Strong (1981), Strong et al. (1984) és Shorrocks et al. (1984) vonja kétségbe az interspecifikus verseny „mindenhatóságát”. Jermy (1985) különösen a herbivor rovarok közötti versenyt kérdőjelezi meg. Nem vitathatóan, mindezek összefüggésben vannak a nem-egyensúlyi rendszerek realitásának és a bennük zajló folyamatok jelentőségének felismerésével (pl. Wiens, JA 1984). Éppen e folyamatok ismerete vezet ahhoz, hogy a verseny eddig vélt és jelentősnek tartott közösség-szerkezet alakító hatása kisebb hangsúlyt kap. Nem a természetes ökológiai környezetben zajló versenyt magát tagadta a 80-as évek felfogása, hanem annak korábbi túlhangsúlyozott jelentőségével szállt vitába. Ennek ellenére, az 1990-es években (Damman 1993, Denno et al. 1995) újabb próbálkozások jelentek meg a verseny korábbi „hegemóniájának” visszaállítására, abból az elvből kiindulva, hogy elegendő idő telt el újabb értékelések elkészítésére az időközben felgyűlt és versennyel foglalkozó munkák következtében. Hangsúlyt kapott az is, hogy a verseny közvetlen kapcsolaton alapuló változata mellett, az indirekt hatások sokasága működik, hogy csak a két legismertebbet említsem: a forrás által és a parazitoidok által közvetített interakciók. Míg az előbbi az egyik herbivor által kiváltott forrás- változás (pl. növényi ellenálló képesség indukálása) révén a másik herbivorra gyakorolt hatással számol, addig az utóbbi az apparens verseny és az ellenség-mentes szabad hely fogalmát helyezi előtérbe.

A sokat vitatott központi kérdés az, hogy miként lehetséges bizonyítani és kvantifikálni az együtt élő fajok esetében az interspecifikus versenyt? Néhány szerző (Connor & Simberloff 1979, Mac Nally 1983, Hastings 1987) azt hangsúlyozza, hogy csak kísérletek, esetleg nagyon részletes autökológiai vizsgálatok deríthetik fel, de a jelentős nehézségek és logikai csapdák is hangsúlyt kaptak (Mac Nally 1983). Mások azt emelik ki, hogy az eloszlási adatok (együtt-előfordulás, faj- készlet mátrixok, forrás átfedési indexek stb.) szintén alkalmasak arra, hogy kiderítsék, vajon a közösség szerkezetét ez struktúrálta-e, vagy az a véletlen eredménye. Gotelli (2000), áttekintve a null-modellekkel végzett prezencia/abszencia adatértékelési eljárásokat, arra a következtetésre jutott, hogy az együtt-előfordulási adatok szintén alkalmasak közösségi mintázatok vizsgálatára.

66 5 Közösség ökológia

Úgy találta, hogy az elérhető alternatívák között az un. C-(sakktábla)-index (Stone & Roberts 1990) eléggé robusztus fajinterakciók kimutatására.

Denno et al. (1995) munkájában hangsúlyt kaptak a magfogyasztó szervezetek, melyek diszkrét forrásokra (egyedi magvakra) specializálódtak, ezért a verseny valószínűbbnek látszott közöttük. A tárgyalt 21 olyan esetből, amely mag, termés és toboz fogyasztókra vonatkozott és valamennyiben kimutatták a forrásversenyt, 8 tartozott a Bruchinae alcsaládba. Ezek között azonban csak a Callosobruchus fajok voltak reprezentálva, amelyek mesterséges környezetben (raktárakban) szaporodó, ezekhez a körülményekhez adaptálódott fajok és képesek időről-időre hatalmas populáció méreteket elérni. A velük végzett vizsgálatokat pedig laboratóriumban folytatták. Több tanulmány is feltétezett versenyt pre-DMP-k között együtt-előfordulási adatokra alapozva (Parnell 1966, Waloff 1968, Erdélyi et al. 1979, Zwölfer 1979, 1980, Hare 1980, Hare & Futuyma 1978, Johnson & Slobodchikoff 1979, Ernst et al. 1989, Traveset 1991, Impson et al. 1999, Gibernau et al. 2002, Després & Cherif 2004). Ellenben kísérletes munkákat olyan bruchidákon, melyek természetes élőhelyükön versenyben állnak forrásokért, még nem végeztek.

A populációs interakciók gyakorisága és intenzitása változik a térbeli skálával (fizikai dimenzió) és szinttel (szerveződési hierarchia) (Levin 1992, Noda 2004). Több Leguminosae faj hoz létre térbeli hierarchiába rendezett, nagymértékben koncentrálódott táplálék-készletet a fogyasztó szempontjából, úgy, mint növényi állomány, racém/fürt, termés és mag. Mivel a forrás mérete és/vagy mennyisége vagy kivált denzitás-függő választ (Ehrlén 1994, Sheppard et al. 1994, Bigger 1999 és mások), vagy sem (Platt et al. 1974, Franson & Willson 1983 és mások), feltételezhetjük, hogy minden egyes szerveződési szint sajátos, skála-függő populációs folyamatokat eredményez. Ezt a specifikus hierarchiát követjük nyomon a továbbiakban.

A pre-DMP fajok különösen alkalmasak ilyen vizsgálatokra, mert valamennyi faj egy közös forrást, a növény magját használja. A nőstények tojásrakási időszaka teljesen egybeesik, mert a tojásokat még zöld és fejletlen termésekre(be) rakják, a lárvák nagyjából egy időben átrágják magukat a termésfalon és befúrják magukat a fejlődő magvakba.

Vadon termő Vicia-fajok és különösen a V. tenuifolia pre-DMP fajainak gyűjtésével azt a null- hipotézist kívántuk vizsgálni, hogy az interspecifikus verseny a táplálék forrásért nem valószínű, előfordulása véletlen jellegű és nincs hatása a forráshasználati mintázatokra és a pre-DMP-k denzitására.

A következő kérdéseket tettük fel: (1) Hogyan osztják fel a Bruchus-fajok a trofikus forrásokat a Vicia génuszon belül? (2) A különféle magfogyasztók együtt-előfordulása egy termésen belül véletlenszerű-e? (3) A fogyasztási mintázatok [a bruchida fajok eloszlása és arányai 4 természetes forrás-szinten: növény állomány (minta), termésfürt, termés és mag], jeleznek-e interspecifikus versenyt? (4) A V. tenuifolia-hoz kötődő két gyakori bruchida-faj mutat-e aggregációt, interspecifikus asszociációt és perzisztenciát a forrás foltokban (termésfürt-szinten)?

5.1.1 Anyag és módszer

Növényi és rovar-anyag A Magyarországon előforduló 21 Vicia-faj közül 18-nál (4.1 táblázat) vizsgáltuk a pre-DMP fertőzés szintjét. Ezen a csoporton belül részletesen és több éven keresztül foglalkoztunk a V. tenuifolia magpredátoraival.

67 5 Közösség ökológia

A V. tenuifolia évelő faj, amely állományokat alkot, legtöbbször tölgyesek szélén. Kacsokkal a környező vegetációba, egymásba kapaszkodnak a rametek. Valójában nem lehet tudni hány egyedről van szó a sztolonizációs képesség miatt, melyről kiásással és vizes kimosással győződtünk meg: egyedeknek látszó szárak akár 2 méteres távolságban is össze voltak kötve egymással hálózatban (Szentesi és Jermy, nem publikált adat). A növény magról is szaporodik, általában májusban virágzik, 15-30 virág található a racémen, szárakon 6-10 racém van. Külső beporzást igényel, a termések június elején jelennek meg, 6-8 magkezdeményt tartalmaznak. Tavaszi aszály esetén termések nem fejlődnek. Ez a vizsgálatok során több ízben előfordult. A magprodukció is jelentősen változott a vizsgált időszak alatt (1992-2003) valamennyi helyen. 1996-ban és 2000-ben nem volt termés, 2002-ben és 2003-ban igen kevés, míg 1992 és 1995, valamint 1998-1999-ben a termés rendkívül nagy volt. A virág és termésabortálás jelentős volt, a racémenkénti virágok 8,2 ± 3,4 (átlag ±SD) %-ából fejlődött zöld termés (N= 125 racém), azonban a virágszámhoz viszonyítva végül csak 3,8 % érett termés maradt. Vagyis a zöld termések jelentős része (46 %) lehullott. A megvizsgált 37600 mag 70,24 %-a abortált, 8,17 %-a fejletlen és csak 21,59 %-a volt fejlett. A félig és teljesen fejlett magvak száma, melyek a bruchida lárvák kifejlődésére méretben alkalmasak, átlagosan 1,62 ±1,19 (±SD) (min.-max.: 0-9) volt termésenként.

A Vicia-fajokban előforduló Bruchus-fajok listája a 6.1 táblázatban látható. A V. tenuifolia-ban élő pre-DMP-k a következők: négy Bruchus faj (Bruchus venustus, Bu. libanensis, Bu. occidentalis és Bu. brachialis), három ormányos-faj (Oxystoma cerdo, O. ochropus és Tychius 5- punctatus, Coleoptera, Curculionidae) és egy lepkefaj (Etiella zinckenella, Lepidoptera, Phycitidae). Valamennyi faj nősténye a zöld termésre, vagy termésbe rakja tojásait és a lárvák nagyjából egyszerre fogyasztják a magvakat. A Bruchus-fajok szűk oligofágiát mutatnak, ui. a Bu. venustus, Bu. libanensis, és Bu. occidentalis a V. tenuifolia mellett a V. cracca magjait is fogyasztja, míg a Bu. brachialis, melynek fő tápnövénye a V. villosa, sporadikusan fordul elő a V. tenuifolia-ban, más Vicia-fajokban pedig egyáltalán nem. Figyelemre méltó viselkedési szegregáció mutatkozik a forráshasználatban tojásrakás idején, aminek azonban semmi jelentősége nincs a lárvális forrásfelosztás szempontjából: a Bu. venustus, a V. tenuifolia-n élő összes többi fajjal szemben, nem a termések oldalára, hanem azok élére rakja tojásait. A tojásrakás a zöld termésen történik, amikor az még csak fejletlen magkezdeményeket hordoz. A kikelő L1-ek áthatolnak a termésfalon és befúrnak a magba. Egy magban csak egyetlen lárva képes imágóvá fejlődni. Az adultok augusztusban kelnek ki és valószínűleg hamarosan a hibernációs helyekre vonulnak. A Bu. venustus egyedszámához képest a másik három faj egyedszáma legalább egy nagyságrenddel kisebb, ezért a továbbiakban Bu. lib.* jelöléssel egyetlen fajnak vesszük.

Az ormányosbogár fajok szélesen oligofágok. A leggyakoribb O. cerdo 4 Vicia, a T. 5-punctatus 17 Leguminosae fajban fejlődhet ki, melyek 4 génuszhoz tartoznak (Podlussány et al. 2001). Az ormányosbogár lárvák és az említett lepkelárva a magvakat egymás után, de a termésen belül, fogyasztják. A Bruchus-fajok tojás parazitoidjaira, mint Trichogramma fajokra hivatkozunk, bár pontos faji hozzátartozásuk nem ismert és Uscana-fajok előfordulása sem zárható ki.

A mintavétel módját és a gyűjtött anyag kezelését lásd az Appendixben.

Adatértékelés Általános eljárásként a Kolmogorov-Smirnov, vagy Levene-tesztekkel vizsgáltuk az adatsorok homogenitását. A szükséges transzformálás után ANOVA és LSD- vagy Scheffé-teszt következett, ill. az eloszlási problémák, vagy a mintaméret következtében Kruskal-Wallis nem- paraméteres ANOVA (Statistica, StatSoft 2003). Annak eldöntésére, hogy a különböző

68 5 Közösség ökológia magfogyasztó fajok együtt-előfordulása a termésekben véletlenszerű-e vagy sem, két Vicia tenuifolia minta fent leírt teljes értékelését követően egy Pascal-programban írt Monte Carlo- típusú randomizációs eljárással összehasonlítottuk a kapott mintázatot az eredeti, természetben talált eloszlással. [Erre a célra a következő feltételeket szabtuk: minden mag-típusból (fertőzött, ép, abortált stb.), valamint a termésekből csak a valóságossal azonos számú lehetett a véletlen- szerűen generált mintákban; a mintázatok termés-szinten jelenhettek meg, tehát nem az összes mag „egybeöntéséről” volt szó; nem volt viszont felső határa a többszörös kölcsönhatások lehetséges számának.] A 100-100 futtatás után a kapott mintázatokat Dunett-teszt alkalmazásával (Sokal & Rohlf 1981), hasonlítottuk össze (azaz az eredeti egyetlen minta és a generált több minta átlagainak szignifikancia tesztje). Az értékelések során 35 és 50 futtatás után már újabb kölcsönhatás variációkat nem találtunk.

A 69 V. tenuifolia minta adataival intraspecifikus aggregációt, interspecifikus asszociációt és a perzisztencia valószínűséget számoltunk Sevenster (1996), Sevenster & van Alphen (1996), valamint Wertheim et al. (2000) szerint racém szinten, csak bruchida-fajokra nézve. Azért ezen a szinten, mert a kölcsönhatások valószínűsége, ha vannak, ezen a szinten mutatható ki legnagyobb biztonsággal. Ha ugyanis egy léptékkel durvább, a növényállomány szintjére lépünk, akkor nehéz egyforma egységeket venni. Ehhez képest a racém természetes (bár méretében ez is kissé változó) egység, amely minden állományban azonos, és amely szinten interakciók valószínűek. Ha ennél is alacsonyabb, termés- vagy mag-szintet veszünk, a kölcsönhatások valószínűsége jelentősen lecsökken.

Az intraspecifikus aggregációt a

⎛ e n (n −1) ⎞ J = ⎜ ∑ i i i ⎟ −1, ⎜ 2 ∑ ⎟ ⎝ N ei ⎠ képlet adja meg, ahol ei az i-edik folt, jelen esetben a racém mérete (a termések száma/racém), ni az egyedek száma az i-edik foltban, N pedig az egyedek teljes száma. A képlet az adott fajon belüli egyedszám növekedést (aggregációt) hasonlítja össze egy random modellel. Minden fajra külön kiszámítandó.

Az interspecifikus asszociáció az alábbi képlettel a Bu. venustus és a Bu. lib.* név alatt összefoglalt másik három faj között került megállapításra:

⎛ e n n ⎞ C = ⎜ ∑ i xi yi ⎟ −1, xy ⎜ ∑ ⎟ ⎝ N x N y ei ⎠ ahol nxi és nyi az x és y fajok száma, melyek az i-edik foltot (ei, racémet) használják, külön-külön, az Nx és Ny a populációk méretei. A formula összehasonlítja az interspecifikus kompetítorok növekedését, ha a források exkluzive kerülnek használatra.

A perzisztencia, a két index kombinációja, az egyik faj jelenlétét mutatja a másik hatása alatt és a következő képlettel adható meg,

1+ C xy Txy = < 1. 1+ J y

69 5 Közösség ökológia

A J index általában pozitív, ha az aggregáció fennáll, C negatív, ha a fajok között interakció van, és abban az esetben, ha az együttélés stabil, akkor T kisebb 1-nél.

5.1.2 Eredmények

Az összes Vicia-minta A Vicia mintákból 8 Bruchus-, 9 ormányos- és 2 lepkefaj került elő. A magfogyasztási értékeket az előző fejezetben a 4.1 táblázat (Szentesi et al. 1996) mutatja. Látható, hogy a bruchida fertőzés mintázata és mértéke jelentősen változik a termés- és mag-szinten. A fertőzés maximális értéke termés-szinten nem érte el a 100 %-ot, mag-szinten a V. pannonica ssp. pannonica esetében volt 80 %, ami azt jelenti, hogy a forrás teljes kihasználása nem történt meg. Azaz, Lawton (1984a, b) és mások kifejezésével élve, állandó vagy időleges „üres niche-k” elérhetők. A magyar ökológiai iskola szerint az „üres niche” fogalom helytelen, mert a niche egy élőlény tolerancia határai között megjelenő attribútumainak összessége, amely csak akkor létezik, amikor az élőlény megjelenik egy habitatban. Az élőlény hiányában csak „ki nem használt forrástengely szakaszokról” jogosult beszélni (Szentesi & Török 1997). A permanens üres niche- k jelen esetben azokat a Vicia-fajokat jelentik, amelyekben nem él bruchida. Időszakos üres niche-nek pedig azok a források minősülnek, amelyek éppen nincsenek használatban, de bruchida fogyasztja azokat (erre utalnak a fogyasztási intervallumok a táblázat utolsó oszlopában). Ezek a számok pedig azt bizonyítják, hogy a forrásokat a bruchidák nem teljesen használják ki. Termés-szinten, több bruchida faj együttes jelenlétében is, a magvak jelentős része érintetlen marad. Ez arra utal, hogy a forrás teljes mennyisége nem jelenthet niche-viszonyokat alakító lényeges tényezőt.

V. tenuifolia minták Az interspecifikus verseny valószínűsége emelkedhet az együtt-előfordulások számának növekedésével. A V. tenuifolia-ban négy Bruchus-faj a minták 2,4 %-ban jelent meg, de az egyedek többsége (62,8 %) ekkor is Bu. venustus volt (5.1 táblázat). A mintákban további négy ormányosbogár faj és egy Lepidoptera faj is előfordult. Az aszimmetrikus kapcsolatokra nézve az ormányosbogár fajok és a bruchidák szolgáltattak bizonyítékot. A különböző pre-DMP-k együtt-előfordulásának gyakorisága ugyanabban a termésben szignifikánsan eltért a random eloszlástól, amelyet a Monte Carlo szimulációval állapítottuk meg. A számított Shannon-Wiener H’ a gyűjtött mintára nézve 1,503, a szimuláltra 2,130 volt (tszám.= 3,287, df= 141, p= 0,01). Egyszeri és többszörös fertőzések egyetlen termésen belül egyfajta, vagy 2 vagy több MP-faj által gyakoribbak voltak a szimulált mintákban, mint a valóságban. Természetes körülmények között az egyfajta MP által okozott fertőzés gyakran csomósan jelent meg. Míg a szimulációban 25 különböző együtt-előfordulás volt, a gyűjtött mintákban csak 10. A bruchida és Lepidoptera együtt-előfordulás szignifikánsan gyakoribb volt a szimulált mintákban, mint a természetesekben (tszám.= 4,751, p= 0,01). Ez utóbbinak könnyű magyarázatát adni: az egy lepkelárva által egy termésben sorozatban megrágott 4-5 mag a szimuláció alatt „szétszóródik” és egyedi, lepkelárva által rágott magként jelenik meg, növelve a találkozás valószínűségét más MP-kkel.

A minták elemzése során a majdnem 7000 termés közül bruchida 4337-ben (62,6 %), Lepidoptera 1450-ben (20,9 %) és ormányosbogár faj 221-ben (3,2 %) fordult elő. Az utóbbiak tehát csekély szerepet játszottak a forrásfelosztásban. Figyelembe véve a jelentős Lepidoptera lárva általi magrágottságot, megvizsgáltuk ezen magvak viszonyát a Bruchus-fajok által elfogyasztottakhoz képest, ha együtt fordultak elő a termésekben (5.2 táblázat). Az eredmények azt mutatták, hogy a Lepidoptera lárvák egyre növekvő jelenléte ellenére a bruchida fertőzési szint nem változott mag-szinten, ahol pedig a legintenzívebb verseny lett volna várható. Emiatt a

70 5 Közösség ökológia következőkben csak a Bruchus-fajok egymáshoz való viszonyára koncentrálunk, mivel a forrás felhasználási módjuk teljes egészében azonos.

A forráshasználat mértéke (1) Növényállomány-szinten Az MP-k által érintett 46 mintában a bruchidák által fertőzött termések aránya 21,25 ± 15,86 % (átlag ± SD) volt (min.-max.: 0,66-53,85 %), medián: 19,14 %.

(2) Racém-szinten Az 1539 racémből 71,3 %-ban volt bruchida fejlődési alak. A termésekre lerakott bruchida tojások száma enyhén negatív korrelációban volt a racémenkénti termés-számmal („forrás koncentráció” hatásának hiánya): r= -0,1018, p< 0,0001, y=3,86-0,12x. Másrészről, a bruchidák által fertőzött racémenkénti magvak száma szignifikánsan emelkedett, ahogy a termések racémenkénti száma növekedett, egészen a 6 bruchida/termés-szintig (= 6 mag/termés szintig, mert 1 magban csak 1 bruchida növekedhet) (5.1 ábra, ANOVA: F13, 1554= 48,79, p< 0,0001).

(3) Termés-szinten A 6928 termésből 72,0 %-on (4988 termés) volt bruchida tojás. Ezek között 1386 termésen (27,79 %) volt egyetlen egy. (A maximális tojás-szám/termés ezzel szemben 29/termés volt.) A valószínűsége, hogy a lerakott tojásból imágó lesz, kb. 10 lerakott tojásig növekedik (5.2 ábra, F6, 6918= 117,46, p< 0,0001), mert a magvak száma általában 6/termés értéknél nem nagyobb, továbbá az ilyen esetekben a tojás parazitáltság is jóval magasabb. Ugyanakkor a valóságban a termések túlnyomó számában nem fejlődött bruchida: egyetlen egyed/termés fordult elő 23,1 %- ban, és két adult kelt csak a termések 4,27 %-ában. Az L1 befúrási nyílások száma a termésfalon és a magvakon nagyjából 3:1 arányt mutatott (2,35 : 0,91, r= 0,5980, p< 0,0001). Hasonló arány adódott a magvakon talált L1 befúrások száma és a kikelt adultok száma között (0,91 : 0,34, r = 0,5367, p< 0,0001). Ez azt jelenti, hogy a magvakba belépő L1-k nagyjából 1/6-a fejlődik imágóvá. Azon ép magvak száma, amelyek azokban a termésekben maradtak, amelyekből 1 vagy több bruchida kelt, független volt a termésenkénti bruchida-számtól (r= -0,0458, p= 0,0949, y= 0,41-0,06x, N= 1329).

(4) Mag-szinten Az összes mag mindössze 11,53 %-át fogyasztották el bruchidák.

A bruchida-fajok koegzisztenciája (1) Növényállomány-szinten A 46 bruchidával fertőzött minta 33,8 %-ában fordult elő vagy csak Bu. venustus vagy csak Bu. lib.*, és tojások is vagy csak a termés élen, vagy csak a termés oldalán voltak találhatók.

(2) Racém-szinten Szignifikáns pozitív korreláció mutatkozott a Bu. venustus és Bu. lib.* tojások száma között (r= 0,9036, p< 0,0001, y= 5,04+0,30x, N= Bu. venustus: 13332, Bu. lib.*: 5751, 5.3 ábra).

(3) Termés-szinten Amint azt az 5.4 ábra mutatja, a termések 53 %-ában nem volt bruchida fejlődési stádium, egy fordult elő 35 %-ban, kettő vagy több 12 %-ban (6928 megvizsgált termés). Az 1329 termésre lerakott 4077 fertilis bruchida tojásból 63,28 % a Bu. venustus-tól és 36,72 % a Bu. lib.*-től származott (1 : 0,58 arány). A fertilis tojások száma enyhe pozitív korrelációt mutatott a két Bu. faj között (r= 0,1100, p< 0,0001, y= 0,95+0,09x, N= 1334). A Bu. venustus nőstényenként lerakott átlagos (±SD) tojásszám 1,92 ± 2,54, a Bu. lib.* nőstényeknél ez 0,83 ± 1,37 volt. Ha

71 5 Közösség ökológia azokat a termés-számokat tekintjük, amelyeken vagy csak Bu. venustus vagy csak Bu. lib.* tojások voltak, nincs különbség a tojásokból kifejlődött adultok arányában. Bu. venustus esetében, 1832 tojásból 824 (44,98 %), Bu. lib.* esetében pedig 815 tojásból 410 imágó (50,31 %) kelt (χ2= 2,31, df= 1, p= 0,1284). Az 5.3 táblázat bemutatja a tojás-eloszlást. Az esetek többségében (60,4 + 34,0 = 94,4 % és 56,4 + 25,5 = 81,9 %) a jelenlévő fajt már a tojásrakás meghatározta.

Az 5.4 táblázat 1334 bruchidával-fertőzött termés adatait tartalmazza, amelyeken a lárvabefúrási nyílások (LBNy) vagy kizárólagosan a Bu. venustus-tól (a termés élén), vagy Bu. lib.*-től (a termésfalon), ill. mindkét fajtól származnak. Látható, hogy azokon a terméseken, amelyekből több faj imágói is keltek („többfajú-termések”), egy imágó megfelel (4,33/2,03=) 2,13-szor több befúrási nyílásnak, mint az egyfajú termésekből kelt egy Bu. venustus imágó, és (3,65/1,79=) 2,04-szer több LBNy-nek, mint az egyfajú termésekből kelt egy Bu. lib.* adult. Fontos, hogy (2244,6/958,3=) 2,34-szor és (2244,6/277,3=) 8,09-szer több LBNy volt a többfajú terméseken, mint a csak Bu. venustus vagy Bu. lib.* által elfoglalt terméseken, külön-külön. Továbbá, a 615 többfajú termésből 106-ban (17,2 %) mindkét faj fejlődött ugyanabban a termésben. A Bu. lib.* imágók száma független volt a Bu. venustus imágók számától termés-szinten (r= 0,0067, p= 0,6357, y= 0,12+0,01x, N= 5025).

(4) Mag-szinten Azokon a magvakon, amelyekben voltak bruchida fejlődési stádiumok (4773 mag), átlagban 1,45 LBNy volt számolható. Bár akár 15 LBNy is előfordult egyetlen magon, a fertőzött magvak 38,11 %-a egyetlen, 26,49 %-a kettő, 14,77 %-a három, 16,61 %-a négy-hét, és 1,91 %-a 8-15 LBNy-el rendelkezett (5.5 táblázat).

Aggregáció, asszociáció és perzisztencia analízis Összesen 802 racémet vettünk figyelembe. Azokon, amelyekből nem kelt bruchida, átlagosan 4,0 ± 2,5 (átlag ± SD) termés/racém volt található. Imágók keltek 322 recémből (885 Bu. venustus és 495 Bu. lib.*). Ezeken 3,6 ± 2,4 termés/racém volt. Az aggregációs index negatív volt: Jven= - 0,24 és Jlib.*= -0,22, amely a bruchidák racémek közötti fertőzésének negatív binomiális eloszlását mutatja, azaz nincs aggregáció. Az asszociáció-index Bu. venustus és Bu. lib.* között pozitívnak mutatkozott: Cven,lib.*= 0,15, mely nem jelöl forrás szegregációval kapcsolatos interakciót. A perzisztencia-index nagyobb volt, mint 1 (Tven,lib.*= 1,47, ha Bu. lib.* a Bu. venustus hatása alatt van, és 1,51, ha fordított a helyzet) vagyis az együtt-előfordulás nem stabil.

5.1.3 Tárgyalás

A klasszikus kompetíciós elmélet szerint ugyanannak a forrásnak a hasznosítása több fogyasztó által lehetséges, ha az egyedek forrás-alegységekre specializálódnak, vagy a forrás szuperabundáns. A Vicia-fajok általában, és specifikusan a V. tenuifolia forrásként való hasznosítására vonatkozóan kapott adataink megerősítik, hogy a bruchidák nem rendelkeznek olyan szembetűnő tulajdonsággal, amely a verseny elkerülésével lenne kapcsolatos. Inkább úgy tűnik, hogy a pre-DMP-k a Vicia-fajokon alacsony denzitásban fordulnak elő, míg a forrás meglehetősen abundáns. Specializáció a kompartmentalizált táplálékegységek (magok) használatában limitált lehet, mert más MP-k, amelyek hasonló módon használják ugyanezeket a forrásokat, egyáltalán nem veszik figyelembe, hogy egy adott forrásegység foglalt-e vagy sem. Azonban, ahogy az kiderült az adatokból, a különféle MP-k együtt-előfordulása nem túl gyakori ugyanabban a termésben, ill. az endofág bruchidák és az ektofág ormányosbogár és lepkehernyók mozgékonysága közötti különbség is valószínűleg segít az interferencia típusú kapcsolatok elkerülésében.

72 5 Közösség ökológia

A bruchidákkal kapcsolatosan nincs egyetlen egy példa sem az irodalomban természetes populációkkal végzett kísérletes munkára. A pre-DMP-kkel foglalkozó 84 közleményből mindössze 16 említette egyáltalán a versenyt. Valamennyi korrelatív alapokon végzett (eloszlási adatokat gyűjtő) közlemény volt, melyek közül 6 tartotta a versenyt valószínűnek a bruchidák között (Johnson & Slobodchikoff 1979, Traveset 1991, Siemens & Johnson 1992, Hauser 1994, Mucunguzi 1995, Impson et al. 1999), és további kettő (Parnell 1966, Ernst et al. 1989) bruchidák és más taxonok között. Az irodalom szerint tehát a verseny nem gyakori jelenség.

Minél gyakoribb a heterospecifikus egyedek között a kölcsönhatás, annál nagyobb a valószínűsége a versenynek (Vermeij 1994). A kölcsönhatás gyakorisága, másfelől, a forráshasználat mértékétől és a heterospecifikus egyedek tér-időbeli együtt-előfordulásától függ. A V. tenuifolia esetében elsősorban a bruchida adultok találkozása, pl. a nőstények tojásrakása ugyanarra a termésre, de több L1 jelenléte ugyanabban a termésben és a magba befúrás is, növeli a kölcsönhatások lehetőségét.

A forrás hasznosításának mértéke A V. tenuifolia és a V. cracca egy sor olyan sajátossággal rendelkezik, amely csökkentheti a bruchidák forráshasznosításának mértékét: [1] A magprodukció extrém variációja a különböző években (mindkét faj „masting” jelenséget mutathat). [2] A nőstények a még zöld és lapos termésekre raknak tojásokat. Ezt követően (de nem bizonyítottan emiatt) a növény >46 %-ban elrúg terméseket, jelentős tojás és már befúrt L1 mortalitást okozva ezzel. [3] A kikelő L1 átfúrva a termésfalat, belép egy magba, amely vagy teljes méretűre nő, vagy sem. A fejletlen magvak a befúrt L1-k 10,48 %-ának teszik lehetővé az imágóvá fejlődést, összehasonlítva a teljes méretűre növekedő magokkal, ahol ez 48,79 %. Ez azt jelenti, hogy csaknem 4/5-nyi elpusztul az előbbiekben. [4] A belső termésfal meglehetősen ellenálló az L1-k áthaladásával szemben, ami onnan látható, hogy gyakran találhatók a falban való rövidebb-hosszabb aknázás után elpusztult lárvák. Ha ezek az egyedek mégis átjutnak, jó esélyük van arra, hogy a termés üregében pusztuljanak el, mert az energiaforrásaik akkorra kimerülhetnek. A fentieket figyelembe véve, ezek a növényi tulajdonságok populáció csökkentő hatásúak és mérséklik a források felhasználását. Ugyanakkor a növény a termés elrúgással csökkenti a potenciális források mennyiségét is. Arra nézve nincsenek pontos adatok, hogy a kiindulási állapotokhoz képest mekkora a változás.

Lehetséges, hogy – részben legalább – a fent leírtak eredményeként, a forráskihasználás a V. tenuifolia-ban viszonylag alacsony volt. Mértéke csökkent a forráskoncentráció növekedésével: a mintákban a bruchida fejlődési stádiumok 100 %-ban, a racémekben 71,22 %-ban, a termésekben 47,26 %-ban és a magvakban 11,53 %-ban voltak jelen (valamennyi típusú magot beleszámítva). Valamennyi fejlődési stádiumot tekintve, a termések 53 %-a nem volt fertőzött (5.4 ábra), adultok pedig nem keltek a termések 72 %-ából (5.5 táblázat). A nőstények a termések 72 %-ára raktak tojásokat, de csak egy tojást ezek 28 %-ára. Nagyjából a termésbe lépő L1-k 1/6-a fejlődik adulttá. Ez megmagyarázza, hogy miért 0,28 az átlagos adult kelés termésenként, bár az átlagos félig vagy teljesen fejlett magvak száma termésenként 1,62 (min.- max.: 0-9), vagyis a rendelkezésre álló forrás elegendő lenne kb. 6x több imágó kifejlődéséhez. Úgy látszik, hogy termés szinten is, ahol a térbeli kényszerek erőteljesen elősegítik a versengő egyedek találkozását, a forrás messze nem limitált.

A másfajú egyedek koegzisztenciája Adataink azt jelzik, hogy az interspecifikus találkozások valószínűsége nagyon variábilis és általában alacsony valamennyi forráskoncentráció-szint mellett. Valamennyi mintában volt

73 5 Közösség ökológia bruchida fejlődési stádium, 34,78 %-ból azonban vagy csak Bu. venustus vagy csak Bu. lib.* fordult elő, eleve kizárva minden versenyt ezen a szinten. Ami a racém-szintet illeti, 71 %-ban voltak jelen bruchida fejlődési alakok. Ugyanakkor az egyedi racémek fertőzöttsége egyenetlen volt. Míg néhány termés túlfertőzött volt, mások teljesen mentesek maradtak. Az aggregációs index nem jelzett abundancia növekedést egyik bruchida fajnál sem, a térbeli eloszlás véletlenhez közeli volt racém-szinten. Bár aggregált eloszlás mutatkozott, ez mégsem volt akkora negatív intraspecifikus hatás, ami a stabil koegzisztencia feltétele lenne (Varley et al. 1973). A koegzisztencia index pozitív asszociációt mutatott, vagyis a Bu. venustus és Bu. lib.* numerikus növekedése párhuzamos volt. Ezt a két faj tojás-eloszlása is megerősítette (5.3 ábra). Mivel a V. tenuifolia az egyetlen elfogadható gazdanövény ebben az időben, az összekapcsolt populációváltozás várható volt. A magvak rendkívül limitált diszkrét források és a bruchida lárvák nem képesek a magvakat elhagyni, emiatt a forrásfelosztás szó szerinti értelemben sem játszik szerepet. Azon esetekben, amikor a termésekre túlságosan sok tojás kerül (5.2 és 5.3 ábrák), az intraspecifikus kölcsönhatás (kannibalizmus) csökkenti a faj-szintű kapcsolatok lehetőségét. A Bu. venustus és Bu. lib.* által lerakott tojások száma közötti pozitív viszony racém-szinten azt jelzi, hogy a heterospecifikus nőstények nem befolyásolják egymást tojásrakáskor. A bruchida által fertőzött magvak számának növekedése/racém a racémenkénti termésszám növekedése függvényében (5.1 ábra) azt mutatta, hogy a tojásrakás mértéke független a racém-mérettől, valamint, hogy tojásrakás után termés elrúgás volt és nem volt forrás limitáció.

A verseny elkerülésének egyik lehetősége lenne a tojásrakás idején tojásrakás-gátló feromonok használata a bruchida nőstények által, amelyeknek esetleg egyaránt lenne intra- és interspecifikus hatása. Bár ilyen (Nufio & Papaj 2001), illetve az egyenletesebb forráshasználatra ösztönző hatások ismertek (Szentesi 1981, lásd a 2. részt), az a tény, hogy a nőstények, faji hovatartozástól függetlenül és egyidejűleg, a magvak számához képest aránytalanul sok tojást raknak egy termésre (más fajoknál Bashar et al. 1987), nem valószínűsíti az ilyen anyagok használatát. Egy másik lehetőség szegregálódás kisebb magméretek használatával. Ennek valószínűsége két okból is nagyon alacsony. Az egyik az, hogy a még zöld termésekbe lévő meglehetősen egyforma méretű magkezdeményekre nézve nem ismerünk semmiféle preferenciát a nőstény részéről, bár a kikelés után mért testméret eloszlások (Szentesi & Jermy 1995, lásd a 6. részt) akár erre is lehetőséget adnának. A másik pedig, hogy egy altruisztikus magatartás ilyen körülmények között nem várható, a faj „érdekeivel” ellentétes lenne, mert valószínű, hogy a nagyobb magvakban fejlődő nőstények nagyobb fekunditással rendelkeznek.

Termés-szinten a lárvabefúrások átlagos száma (LBNy), melyekből egyetlen adult fejlődött, több mint kétszerese volt azoknak, amelyekben mindkét faj jelen volt, összehasonlítva azzal, amiben csak az egyik. Ez esetleg interspecifikus versenyre utal, de inkább azzal van összefüggésben, hogy kb. 2x több LBNy volt azokon a terméseken, ahol mindkét faj előfordult (5.4 táblázat). A Bu. venustus és Bu. lib.* imágók által lerakott fertilis tojások aránya 1 : 0,58 volt. A Bu. venustus dominanciája azonban valószínűleg nem a faj erősebb versenyképességéből ered, hanem két faj populáció denzitás különbségének következménye. Csak Bu. venustus-tól származó LBNy-ok 536 termésen fordultak elő, csak Bu. lib.* LBNy-ek 184 termésen, ami 2,91 arány (5.4 táblázat).

Azok a termések, ahol mindkét faj rakott tojásokat és több mint egy adult kelt ki ugyanabból a fajból, azt mutatták, hogy a nőstények kölcsönösen zavarják egymás viselkedését. Ugyanakkor a tojásszámokban mutatkozó pozitív korreláció (5.3 ábra) alapján ez nem valószínű. Egyetlen bruchida faj jelenléte a minták kb. 35 %-ában nem a verseny kizáró hatásának, hanem inkább helyi ökológiai tényezők időbeli változásának eredménye (Holt & Barfield 2003).

74 5 Közösség ökológia

Feltételezéseink szerint az intraspecifikus verseny nagy jelentőségű mindkét faj esetében. Ez jelentkezik a termésfalon való átjutáskor is, de különösen erőteljes lehet az L1-ek esetében a magvakba való befúráskor, ill. azokon belül. Számításaink szerint az L1-ek 27 %-a vett részt intraspecifikus versenyben.

Természetesen felvethető, hogy miért kellene egyetlen tényező, a forrás mennyisége, alapján a niche szegregáció egyértelmű jeleit elvárni. Lehetséges, hogy a fent leírt körülmények között is verseny-jellegű viszony alakuljon ki, melynek egyik tényezője a fajok szintjén aszimmetrikusan megvalósuló parazitoid-nyomás. Azaz indirekt hatások eredményeként az apparens verseny jelentkezik. Erről csak úgy bizonyosodhatunk meg, ha megvizsgáljuk, hogy a parazitoidok tevékenysége denzitás-függő hatások eredménye-e. Az 1990-es évek közepétől egyre gyakrabban mutatták ki, hogy parazitoidok denzitás-független módon, donor-kontrollált rendszerben tevékenykednek. Hawkins (1992) úgy találta, hogy a vizsgált esetek mintegy 50 %-a ilyen volt.

Az összes Vicia tekintetében a parazitáltsági szintek rendkívül változatosak, 0-94 % között változtak. Tizenkét Vicia és 2 más (Laburnum és Amorpha) fajt belefoglalva készült elemzés (5.5 ábra) inverz denzitás-függést mutat: a teljes bruchida fertőzés és a teljes parazitoid előfordulás között negatív viszony van.

5.2 Táplálkozási hálózat és guild-analízis

Bevezetés Az Elton (1927), Lindeman (1942) és Hairston et al. (1960) által közvetített közösség ökológiai szemléletben összegyűlt ellentmondások és az új eredményekből levonható következtetések összehangolására tett kísérletek egyik legjelentősebbike Polis & Strong (1996) kritikai munkája, mely egy rendkívül dinamikus képet vázol fel a táplálkozási hálózatokról. A fontos modellezési megközelítést kiegészítendő, nagy szükség van további és hangsúlyozottan kellő részletességgel felbontott hálózatok leírására. Manapság már nem olyan ritkák a 105 nagyságrendű tagot számláló táplálkozási hálózatok, amelyek kísérletes vizsgálata viszont lehetetlenség. Emiatt is korlátozódnak a kísérletes munkák, un. interakciós hálózatokra (Polis & Winemiller 1996), olyan kisebb egységekre, modulokra, melyekben funkcionális szempontból – az előzetes ismeretek alapján kijelölt – leglényegesebb hálózati elemek kapcsolata, szerepe kerül csak vizsgálatra.

Szintén a nagyméretű hálózatok vizsgálati nehézségei által indukált szempontok irányítják a kutatók figyelmét a közösségek kisebb méretű, önszerveződő egységeire, a guildekre. A guildben, a rooti definíció értelmében (Root 1973) az azonos forrást hasonló módon használó fajok szerveződnek. Az elmúlt évtizedekben ez a fogalom is a félreértelmezések széles skáláján szerepelt (Terborgh & Robinson 1986, Hawkins & MacMahon 1989), többek között viták zajlottak a funkcionális csoport és guild viszonyáról [lásd Blondel (2003) áttekintését], a guildek határainak objektív kijelöléséről (Jaksić & Medel 1990) és, nem utolsó sorban, a máig nyugvópont közelébe sem jutott közösségi összeszerelési szabályokról (assembly rules, Weiher & Keddy 1999), melyek a fajok guildekbe és a guildek közösségbe szerveződését írnák le. Ezek a területek azért fontosak számunkra, mert a korábban tárgyalt forrásverseny problémáját

75 5 Közösség ökológia közvetlenül bevonják a közösség ökológia témakörébe, hiszen per definitionem, de a tapasztalatok alapján is, leginkább a guildeken belül várhatunk versenykapcsolatokat.

Ilyen meggodolások alapján került sor egy, a Laburnum anagyroides-en található, pre-DMP fajt is tartalmazó interakciós hálózat, valamint egy, a Vicia tenuifolia-hoz kötődő pre-DMP guilden belül feltételezhető forrásverseny vizsgálatára.

5.2.1 Az aranyeső (Laburnum anagyroides) alkaloidjainak sorsa a közösségben

A tárgyalás alapjául szolgál: Szentesi, Á. & M. Wink. 1991. Fate of quinolizidine alkaloids through three trophic levels: Laburnum anagyroides and associated organisms. Journal of Chemical Ecology 17, 1557-1573. c. munkája.

Bevezetés és célkitűzések A közösség szerkezetét befolyásoló fontos tényezők (predáció, verseny, inváziós jelenségek, fajvesztés stb.) mellett a növényi másodlagos metabolizmus szintjén keletkező vegyületek befolyásoló hatása is jelentős (Price et al. 1980). A herbivorok közvetlenül kerülnek kapcsolatba a növény speciális anyagaival, és attól függően, hogy adaptált vagy nem adaptált szervezetekről van szó, a vegyületek további sorsa eltérő lehet. A nagytestű növényevők szimbionták segítségével közömbösítik őket, a rovar herbivorok viszont elkerülésükre és felhasználásukra nézve a lehetőségek széles spektrumát mutatják (Szentesi 1990). A szervezetbe került anyagok a tárolás, kiválasztás és metabolizáció útjára juthatnak. A tárolási folyamat lehet passzív vagy energiaigénylő folyamat. A passzív változatban a táplálkozás során a testbe jutott anyagok mintegy telítik azt és, bizonyos szint jelenléte mellett, folyamatosan ki is ürül az illető anyag. A szervezetben való állandó jelenléte védelmet kölcsönözhet a hordozója számára. Nem ritka az olyan táplálkozási lánc, amelyben egy a primer producensben termelődő jellegzetes anyag a lánc minden tagjába, sőt még az azokkal kapcsolatban lévő elemekbe is átjut.

Egy ilyen táplálkozási láncot vizsgáltunk egy kiváló német szerves kémikus és alkaloid- kutatóval annak tisztázására, hogy a L. anagyroides-ben nagy mennyiségben és változatosságban előforduló kinolizidin alkaloidok (KA) a növényre épülő fogyasztói szintbe és azok fogyasztóiba is, milyen minőségben és mennyiségben jutnak át. Ez a munka szorosan kapcsolódik további közösség ökológiai kutatáshoz (5.2.2 rész) is, amelyben jelentős szerep jut a KA-knak az események magyarázatában. Ez egyike az első ilyen jellegű, egy viszonylag teljes táplálkozási láncra kiterjedő kutatásoknak. A munka másik célja az volt, hogy választ kapjunk arra, vajon a magpredátor bejutását követően a növény változtat-e a magvakba juttatott másodlagos anyagok allokációján? Így azt várhatnánk, hogy a növény esetleg növeli a KA-k mennyiségét abban a magban, amelyben lárva fejlődik, ezáltal csökkentve annak túlélési esélyeit. Emiatt a magpredátor lárvával fertőzött Laburnum-magvak KA tartalmát is megvizsgáltuk.

A KA-k jellegzetes másodlagos növényi anyagok a Leguminosae család több tribuszában, de különösen a Genisteae tribusz növényfajaira jellemzőek (Kinghorn & Balandrin 1984, Waller & Nowacki 1978, Wink 1984a,b,c, 1985, Wink & Römer 1986). Ismeretes, hogy a gazdaállat által felvett növény-eredetű anyagok egy része, pl. pirrolizidin alkaloidok, átjutnak a parazitoidjába is (Benn et al. 1979). A L. anagyroides-re épülő táplálkozási lánc két rovar herbivorját (a pre-DMP Bruchidius villosus-t és az Aphis cytisorum-ot), ezek parazitoidjait, azonban ezek közül csak a magpredátorhoz kötődőket [a gyilkosfürkész T. thoracicus és közelebbről nem ismert fémfürkész fajokat (Chalcidoidea)], valamint a levéltetveket látogató, azok ürülékét elfogyasztó hangyafajokat (Lasius niger, Formica rufibarbis és F. cunicularia) vizsgáltuk. Természetesen a

76 5 Közösség ökológia növény majdnem minden részéből is mintákat vettünk különböző időpontokban, hogy ezek KA- tartalma a herbivorok jelenlétével korreláltatható legyen.

A mintákat, a szedési időpontokat és a talált KA-féleségek mennyiségi adatait a herbivorokban és a velük kapcsolatban lévő fajokban lásd Szentesi & Wink (1991) 1. és 2. táblázatában. Ezen a helyen csak a változások jellegét ismertetem.

A kémiai analízis eredményei Az eredmények azt mutatták, hogy a KA-k a táplálkozási lánc valamennyi tagjában jelen voltak. A növény és a rovar minták hasonló KA mintázatot mutattak. Négy KA alkaloidot sikerült kimutatni mérhető mennyiségben: citizin, N-metil-citizin, 5,6-dehidrolupanin és anagirin. A szezonális változások közepette a citizin maradt domináló szinte valamennyi növényi részben. A magvakban 96 %-ban citizin volt a legnagyobb mennyiségben. Míg a Bi. villosus-ban és parazitoidjában, a T. thoracicus-ban a citizin volt kimutatható, addig egy másik parazitoid mintában az N-metil-citizin mennyisége is jelentős volt.

A növényben erőteljes szezonális trend mutatkozott a KA-k mennyiségében (5.6 ábra). Májusban, amely a magpredátor tojásrakásának és a levéltetvek megtelepedésének kezdete, a reproduktív szervek, először a virágok és a virágzat tengely, majd a friss termések mutattak maximumot. Mivel a termések megjelenése folyamatos, ezért ez a tendencia egy ideig megmaradt. Közben a hajtások és levelek fokozatosan elvesztették korábbi magas KA tartalmukat. Ezzel szemben júliusban, amikor a lárvafejlődés zajlik, a termésekben folyamatosan kb. 1 mg KA/g növényi száraz anyag tartalom volt. Augusztus végén-szeptemberben, a termések felnyílásának idején, az érett magvak KA tartalma igen magas volt: 9-23 mg/g sz.a. Bár a maghéj is tartalmazott KA-t, az endospermium ennek 4-5-szörösét (5.7 ábra).

A bruchida a környező növényi szövethez képest, amelyben él, jelentősen kevesebb KA-t tartalmazott. Ezzel ellentétesen a levéltetvekben az alkaloid tartalom kb. 10x magasabb volt, mint a növényi szövetekben és a növény szezonális változásai szerint is alakult. A hangyafajokban és a parazitoidokban egyaránt, bár jelentősen alacsonyabb szinten, mint a herbivorokban vagy a növényekben, de kimutatható mennyiségű KA volt. A növény nem szállít több KA-t a bruchida lárva által fogyasztott magba. A kontroll és fertőzött mag endospermiumának KA tartalma ugyanolyan volt. Ellenben a bruchida lárva ürülékének KA tartalma igen magasnak bizonyult.

77 5 Közösség ökológia

5.2.2 A Bruchidius villosus – Aphis cytisorum interakciós hálózat vizsgálata az aranyesőn (Laburnum anagyroides)

A tárgyalás alapjául szolgál: Szentesi, Á. Aphid infestation supports increased bruchid population and parasitoid load on Laburnum anagyroides (Leguminosae): experimental manipulation of an aphid – ant, seed predator – parasitoid community module. c. kézirata.

Bevezetés és célkitűzések A tápnövények számtalan direkt és indirekt kapcsolatban vannak rovar herbivorjaikkal és azoknak természetes ellenségeivel (Masters & Brown 1997). Nem csak a herbivorok növényen belüli tér-időbeli elkülönülése, hanem a főbb másodlagos növényi anyagok (Jones & Lawton 1991), a növény klonális fenotípusa (Fritz et al. 1987), vagy genetikai különbségek (Fritz & Price 1988) lényegesen befolyásolja a közösség szerkezetét. Ez a megközelítés, amellett, hogy elismeri a környezeti variabilitást, a növényi minőség jelentőségét hangsúlyozza a verseny tradicionális közösség szerkezetet formáló hatása ellenében. Mivel a herbivor rovarok képesek változásokat indukálni a növényben a forrás elérhetőség befolyásolásával vagy a rezisztenciára fordított vegyületek mennyiségének megnövelésével, az ilyen jellegű indirekt hatások fontosak lehetnek (Ohgushi 2005).

A levéltetvek gyakori résztvevői a multitrofikus vizsgálatoknak és kritikus tényezők a rovarközösségekben, nem csak azért, mert a növényekre gyakorolt hatásuk igen lényeges lehet, hanem azért is, mert mutualisták és természetes ellenségek által befolyásolják a közösség összetételét (Stadler & Dixon 2005). A hangyákkal kialakított obligát és fakultatív viszonyaik hatással vannak a herbivorokra gyakorolt ragadozó és parazitoid aktivitásra. Több vizsgálat támogatja azt a felfogást, hogy a levéltetveket látogató hangyák megzavarják a herbivor fajok magatartását (pl. a tojásrakást) és/vagy csökkentik a populáció méretüket (Inouye & Taylor 1979, Messina 1981, Compton & Robertson 1988, Fagundes et al. 2005), a hatás természetesen függ a levéltetű kolónia méretétől. A hangyák védelmi viselkedése ugyanakkor elősegíti, hogy a herbivor még súlyosabb hatást gyakoroljon a növény fitniszére (Floate & Whitham 1994, Renault et al. 2005). A herbivorok természetes ellenségeinek beiktatása a tanulmányozott közösségi alegységbe, amelyben már az előbb említett résztvevők jelen vannak, lényeges további változásokkal jár, és következményei vannak a növényi fitniszre. Az agresszivitás fokától függően, a hangyák sikeresen elüldözik a gondozott levéltetvek parazitoidjait és további jelenlévő herbivorokat (Fritz 1983, Crutsinger & Sanders 2005). Ilyen módon, nem csak indirekt módon növelik a növény sérülésének a mértékét, de a növényen táplálkozó herbivor fajokat is a forrásverseny irányába szorítják.

A mérsékelt égövi évelő fás-szárú Leguminosae-fajok a Genisteae tribuszban rendszerint a következő összetételű pre-DMP guilddel rendelkeznek: egy-két Bruchidius-faj, 2-5 különböző mértékben specializált ormányosbogár faj az Exapion, Oxystoma, Tychius vagy más génuszokból, és néhány lepkefaj a Cydia, Etiella, Coleophora, Syncopacma vagy más génuszokból, melyek többé-kevésbé egyidejűleg vannak jelen a növényeken (Szentesi & Jermy 2003, Szentesi et al. 2006). Levéltetvek (Aphis, Acyrthosiphon fajok) és levéltetű-kolóniákat látogató hangyafajok (Lasius és Formica fajok) szintén gyakoriak. További termés és magfogyasztó csoportokat Heteroptera-fajok és gubacsképző légyfajok alkothatnak, melyek hatását a növényre nehéz kvantitatíve meghatározni. A herbivorok közösségét kiegészíthetik

78 5 Közösség ökológia olyan szívó és rágó szájszervű fajok (pl. aknázó molyok), melyek hatása nem kapcsolódik közvetlenül a reproduktív szervekhez, közvetve viszont ez lehetséges. A pre-DMP fajok ritkán befolyásolják a növényi performanciát és fitniszt önmagukban, hatásuk rendszerint más herbivorokkal együtt jelenik meg. Fitnisz indikátorként általában a magprodukciót és mag túlélést mérik, bár ezek igazából csak fitnisz komponensek, melyek csere-viszonyban lehetnek más komponensekkel, melyek a herbivorokat eltérő módon befolyásolják (Strauss & Irwin 2004). A fitniszre gyakorolt hatás mérése különösen a hosszú életű évelő növényfajok esetében igényel bonyolult eljárást, mely sok tényezőt vesz figyelembe, és egy un. tranzíciós mátrix analízist alkalmaz (Ehrlén 2002).

A jelenlegi beszámoló a L. anagyroides-en megtalálható multitrofikus viszony leírására és kísérletes befolyásolása eredményeként bekövetkezett változások kimutatására vállalkozik. Az interakciós hálózat, amelyben az egész közösség működése szempontjából legfontosabb résztvevők találhatók, a következő elemeket tartalmazza: a növény (L. anagyroides), két herbivor faj, a zanótzsizsik (Bi. villosus) és a zanót levéltetű (Aphis cytisorum), és az utóbbi kettővel kapcsolatban lévő fajok, azaz a zanótzsizsik parazitoidjai és a levéltetvekkel mutualisztikus viszonyban lévő hangya-fajok. Ez az alhálózat néhány ismert direkt és még csak hipotetikus jellegű indirekt kapcsolattal rendelkezik. A direkt kölcsönhatásokat vizsgálva azt az általános jellegű kérdést tettem fel, hogy a levéltetű jelenléte befolyásolja-e a Bi. villosus túlélését? A következő konkrét hipotéziseket teszteltem: a levéltetvek és hangyák fizikai jelenléte befolyásolja (1) a pre-DMP tojásrakását, (2) a tojásparazitoidok (Trichogramma, Uscana), gyilkosfürkészek és fémfürkészek tevékenységét. A növekedő levéltetű kolóniák hatással vannak (3) a növény virágzatokba és termésfürtökbe irányuló tápanyag allokációira, ezáltal az egyik növényi fitnisz komponensre, a magtömegre, (4) a pre-DMP lárvafejlődésére azáltal, hogy levéltetvekkel kell versenyezniük a táplálékért, és (5) a pre-DMP lárvális és báb parazitáltságának a mértékére a fizikai borítás és az őket látogató hangyák által, mert mindkettő a fejlődő stádiumokhoz való hozzáférést befolyásolja.

5.2.2.1 Anyagok és módszerek

A pre-DMP részletes bionómiájához lásd Szentesi (2006) munkáját. A jelenlegi tudás alapján megrajzolható interakciós hálózatot az 5.8 ábra mutatja.

A vizsgált közösség Az aranyeső, L. anagyroides (Fabaceae, Genisteae), Közép-Európában endemikus évelő bokor/kisebb fa, száraz erdőszéleken, meszes talajon viszonylag gyakori (Soó 1966), továbbá dísznövény is. A nagy virágokat csak poszméhek képesek beporozni, bár a pre-DMP maga is megtalálható bennük, amit pollenfogyasztásával magyarázhatunk. A fiatal termések pillásak, később csupaszok, éréskor világossárgák. A termés csak lassan nyílik fel, a magvak folyamatosan hullanak ki (lombkorona-magbank). A növény jellegzetes kémiai anyagai a kinolizidin alkaloidok (Wink et al. 1983, Wink 1984a, Szentesi & Wink 1991 és mások).

A zanótzsizsik, Bi. villosus (Chrysomelidae, Bruchinae), az endofág szub-guild és a zöld-termés guild tagja (Szentesi & Jermy 1995). A Bruchidius génusz többi tagjához képest szélesebben oligofág, mert Magyarországon 9, a Genisteae tribuszba tartozó növényfajból neveltük (Jermy & Szentesi 2003), a legújabb adatok azonban jóval 20 fölé helyezik ezt a számot (Sheppard et al. 2006, Haines et al. 2007). A tojásokat a 2 cm-nél hosszabb termésekre rakja júniusban. A bogarak egy része, a termések felnyílási üteme szerint, már augusztusban elhagyja a magvakat.

79 5 Közösség ökológia

A zanót levéltetű, Aphis cytisorum Hart. (Homoptera, Aphididae) fertőzés tojásokból indul, amit a nőstények a törzs alsó részeire raknak. A kolóniák először a fiatal hajtások végét, a levélnyeleket foglalják el, majd a virágzást követően szétterjednek a virágzatok irányába, ill. ezeken maradnak a termésfejlődés ideje alatt is. A nagyon korai és súlyos fertőzés megakadályozhatja a termésképződést. A termésformálódás kezdete után jelentkező levéltetű fertőzés különböző formákat és fokozatokat ölthet: először, különböző hosszon, a virágzat- tengely kerül elfoglalásra. Közben a levéltetvek az egyedi virágkocsányokra, majd a kolónia további terjeszkedésekor a fiatal és idősebb termésekre is átmennek. Súlyos fertőzés esetén a vegyes fejlődési állapotú termésfürtöt egészen beborítják a levéltetvek, a kevéssé fejlett termések elpusztulnak, az idősebbek és bennük a magpredátor is, túlélik. Közben a kolóniák kiterjedése miatt a hangyák látogatása diffúzzá válik és képtelenek a mézharmatot elszállítani, ami a vedlett bőrökkel, elpusztult egyedekkel vastag rétegben boríthatja a terméseket, a környező leveleket, hajtásokat. A megtelepedő mikroszkopikus gombák feketére színezik a termésfürtöket és a növény egy részét.

A Bi. villosus parazitoidjai a gyilkosfürkész (Hymenoptera, Braconidae) és fémfürkész (Hymenoptera, Chalcidoidea) taxonokból kerülnek ki (Medvedeva 1978, de Luca 1970, 1977, Parnell 1964). Leggyakoribbak az endoparazitoid Triaspis thoracicus (Papp J., személyes közlés), amely az első és az ektoparazitoid Dinarmus acutus (Pteromalidae) és Eupelmus urozonus (Eupelmidae) (Thuróczy Cs., személyes közlés), mely a másodikba tartozik. Tojás parazitoidjai a Trichogramma és Uscana (Hymenoptera, Trichogrammatidae) génuszok fajai (Steffan 1981). A parazitoidok tojásrakási magatartása igen fontos a munka szempontjából. Irodalmi adatok alapján tudjuk, hogy az endoparazitoid gyilkosfürkész Triaspis-fajok (Braconidae) a Bi. villosus tojásaiba rakják tojásaikat (Parnell 1964, Charlet 2002). A parazitoid lárva az L1-es bruchida lárvával együtt hatol be a magba. Hasonlóan jár el egy fémfürkész Tetrastychus faj is (Leong & Dickason 1975). Tehát ez és a Triaspis-fajok a bruchida tojásrakásakor tevékenykednek, nagyjából egy időben a tojásparazitoid Trichogramma- és Uscana-fajokkal. Az ektoparazitoid Dinarmus (esetleg más Chalcidoidea-fajok, erről pontos ismeretek nincsenek) viszont a termésfalat fúrja át és helyezi tojásait a Bi. villosus lárvákra vagy bábokra (Leong & Dickason 1975). Érthető módon mindkét csoportot jelentősen érinti a levéltetű-fertőzés mértéke, mivel a levéltetű-bevonat fizikai, és a jelenlévő hangyák zavaró hatása megakadályozhatja a tojásrakást. Az igen korai levéltetű fertőzés a Triaspis- és tojásparazitoid fajokat, a súlyos főként a Dinarmus-t érinti.

A hangyák nem obligát kísérői az A. cytisorum levéltetűnek. Opportunista és alkalmi látogatók. Leggyakoribb a Lasius niger volt a vizsgált területen. Láthatóan egyedszám limitáltak voltak, mert a levéltetvek fán való szétterjedése után, ami súlyosabb fertőzéskor következett be, csökkent a levéltetű kolóniákra eső látogatási gyakoriságuk.

A kísérleti terv és elrendezés A megfigyelések és mintavételek 1997-2005 között folytak, kísérletekre azonban csak 1999- 2003 között került sor. A hely jellemzését lásd a 4.2.1 pontban. Hat L. anagyroides fa (kb. 10 évesek) állt rendelkezésre 5 km távolságon belül. Valamennyi több-törzsű, 2-4 m magas és 2-3 m széles, min. 100-500 termésfürtöt produkált évente. Valamennyin előfordult levéltetű, vagy ha nem, akkor fertőzött fáról telepítettem át. A kísérleti beavatkozás általában a virágzás végén indult (május 2.-3. hete). Ezután a céltól függően, hetente, ill. kéthetente történt leolvasás, ellenőrzés, kezelés megújítása stb. A kísérlet augusztus végéig tartott, amikor az érett termésfürtök leszedésre, majd papírzacskókba kerültek a későbbi kiértékelésig.

80 5 Közösség ökológia

Minden beavatkozás termésfürt-szinten zajlott, amit kísérleti és növényi fitnisz egységként tekintettem. Ennek oka az, hogy minden lényeges esemény a magpredátor, a levéltetű és a velük asszociálódott szervezetek részéről ezen a szinten zajlott. A növény által termelt kinolizidin alkaloidok transzportálása és kvantitatív változásai is ezt a növényi részt érintik legintenzívebben (5.2.1 rész). A növényi tápanyag allokációs mintázat is ezen a szinten érhető tetten, pl. a termések mérete és a magvak tömege mutat erre. A magpredátor a magban, a levéltetű a tápanyaggal legjobban ellátott növényi szövetben „érdekelt”, a parazitoidok és hangyák pedig azokon a helyeken találhatók meg, melyeken az előbbiek koncentráltan fordulnak elő. Továbbá, a herbivorok növényre gyakorolt hatása is ezen a szinten a legszembetűnőbb. Amennyiben súlyos a levéltetű-hatás, nem fejlődik termésfürt, ill. a magvak nem lesznek megfelelő méretűek a magpredátor számára, és a növényi fitnisz is jelentősen csökkenhet.

A kísérlet logikája a kizárásos kezelés volt. A 5.6 táblázat mutatja a 4 résztvevő kombinációjából adódó 16 variációs lehetőséget. Ezek 50 %-a azonban technikailag nem végrehajtható vagy logikailag értelmetlen (nonszensz) volt (7-8, 10-13 sz. kezelések). Ez természetesen kihatással volt a statisztikai értékelésre (lásd ott).

Az alkalmazott módszerek (1) Kizárás izolátorokkal. Ezek sűrű szövésű szövetből készült cső-alakú, két végükön nyitott és a temésfürtre ráhúzható hálók voltak, melyek egyik végét a hajtásvégen rögzítettem, a másikat elkötöttem. Sem levéltetű, sem parazitoid sem más rovar nem fért a hálóban lévő növényi részhez. Ezzel a módszerrel a bruchidák (A kezelés), a levéltetvek (B), vagy mindkettő (C) parazitoidjait, vagy éppen a herbivorokat (H) kizártam, hogy a növényi válaszokat (terméshossz, magszám, magtömeg) mérhessem, illetve a herbivorok parazitoidok nélküli túlélését vizsgálhassam. Kémiai szerek alkalmazása a kizárásra azért nem lett volna ajánlatos, mert a meglehetősen diverz közösség tagjainak feltehetően eltérő válaszairól, szermaradványok hatásáról nem volt előzetes ismeretem és a kezelés e módja technikai szempontból sem volt biztonságos (elsodródás). Ugyanakkor a szövet izolátorokban egyéb problémák jelentkezhettek, pl. a nagyobb mértékű felmelegedés a környező nem izolált fürtökhöz képest. Ennek ellenőrzésére a hőmérsékletet folyamatosan mértem adatrögzítőkkel (Onset Computer Co.) izolátoron belül és kívül. Két év adatai alapján (május 15.-augusztus 31. között, óránkénti mérés), az izolátorban mért hőmérséklet 10 és 15 óra között, átlagosan 5 C fokkal volt magasabb a kinti hőmérséklethez képest.

(2) Kizárás ragadós felületekkel. Ez a kezelés „sétáló” rovarok, a hangyák (E), levéltetvek (F), mindkettő (D), vagy egyik sem (G, kontroll, 5.6 táblázat) távoltartására szolgált izolátorok nélkül. De ez sem segített a magukat fentről levető, vagy repülő levéltetvek ellen, ezért megtelepedésűk esetén ezeket le kellett rendszeresen söpörni. Ragadós felületek képzésére a Tanglefoot® be nem száradó ragasztót használtam, ugyanakkor minden ág-kapcsolatot a környezettel megszüntettem, hogy „hidak” ne maradjanak a hangyák számára. Ugyanez a módszer természetesen nem kívánta a parazitoidokat megakadályozni a gazdákhoz-jutásban.

(3) Termésfürtök levéltetű fertőzésének megfigyelése. A kísérleti protokoll nem adott lehetőséget a levéltetű fertőzés mértékének egy újabb változóként való bevételére. Ezért a levéltetű fertőzés mértékének alakulásának nyomon követésére a vegetációs szezonban, a teljes kísérlet időtartama alatt, plusz még két korábbi évet is bevéve, fánként 35-70 termésfürtöt jelöltem ki véletlenszerűen. Ezek semmiféle kezelést nem kaptak, csak a fertőzés fokozatának változását olvastam le kéthetente. A levéltetű fertőzés tipikusan folytonos változó, ezért a statisztikai értékelés számára diszkrét fertőzési osztályokat vettem fel 0-6 között. A 0 a teljesen levéltetű- mentes fürtöt jelentett, az 1-es fokozatban a levéltetvek 1-2 cm hosszon a terméstengelyen voltak

81 5 Közösség ökológia láthatók, a 2-es ua. mint 1, de itt a fertőzés átterjedt néhány terméskocsányra, 3-as esetében csaknem az egész terméstengely levéltetvek borították, 4-es fokozatban a tengelyt és a terméskocsányokat, az 5-ös esetében a terméseket is borították, 6-osnál pedig nem fejlődött termés. Értékeléskor a szezon folyamán észlelt legmagasabb osztályú levéltetű fertőzés szerint kapott besorolást a fürt, mert ennek a szintnek lehetett a legnagyobb hatása. A levéltetű-fertőzés adatok korrelatív jellegű összefüggések feltárására nyújtottak támpontot.

(4) Magtömeg és bruchida testméret mérések. A magszámot és magtömeget két fontos növényi fitnisz komponensnek tekintik (Harper 1977, Hutchings 1998). A magtömeg és állapota meghatározzák a magonc méretét és az anyanövény reproduktív értékét. Csak teljesen érett és ép magvakat mértem le a különféle kezelések és a véletlenszerűen kijelölt fürtök értékelésekor. Az utóbbiak esetében két szempont szerint történt a mérés: (a) Kategóriákat állítottam fel, aszerint, hogy egy termésből 1, 2, 3 … stb. számú magpredátor kelt. Ezekhez a kategóriákhoz tartozó ép magvak (melyek a fertőzött magvak mellett ugyanabban a termésbe voltak) tömegének mérésével arra kerestem a választ, hogy a növény megváltoztatja-e a tápanyag allokációt az ép magvakba, ha a termésben magpredátor fejlődik? (b) Kategóriákat állítottam fel a termésben található 1, 2, 3 … stb. ép mag szerint, ha a termésben nem volt magpredátorral fertőzött mag. Mivel a magvak száma esetenként akár 10 felett is lehetett, arra kerestem választ, hogy a növény a termésenkénti magszámtól függően allokál-e tápanyagot? Természetesen mindkét esetben a levéltetű fertőzés mértékével korrelációban. Tekintettel azonban a meglehetősen komplex allokációs mintázatokra (Stephenson 1981), biztos válasz nem volt várható, mert a különböző magszámú termésekbe irányuló eltérő növényi tápanyagszállításból származó magtömeg- különbségeket a levéltetű fertőzés hatása elnyomhatta.

A magpredátor testméret adatainak felvétele hasonló logikán alapult: a levéltetű fertőzés csökkentheti a magvakba szállított tápanyagok mennyiségét, ezáltal a mag és a benne fejlődő bruchida lárva, ill. az adult is kisebb lesz, ami a fekunditásában jelenhet meg közvetlenül. Az is felmerült, hogy termésenkénti többszörös bruchida fertőzés esetén a növényi allokáció változik meg az előbb leírt következményekkel.

A ténylegesen alkalmazott eljárások a következők voltak: az A, B és C kezeléseknél a már fürtön található tojások érintetlenül maradtak, H esetében eltávolításra kerültek lándzsatű és binokuláris fejlupe használatával. A és C kezelésekben a beállítás előtt a tojásokat megszámoltam. Az I kezelés rendszeres ellenőrzést kívánt, mert a tojások eltávolítása után ismételt tojásrakás történt. A ragasztós felületeket igény szerint újítottam. A magtömeg mérés és a testméretek felvétele az Appendixben leírtak szerint történt.

Statisztikai értékelés Két adatmátrix készült, az egyik a kísérleti kezelések (8802 sor), a másik a véletlenszerűen kijelölt fürtök (12535 sor) adataival, mindkettő termés-szintű felbontásban. A 9 kezelés adatai egy-egy kezelés fánkénti 5 ismétléséből származott. Minden kezelés 6 fán került megismétlésre az 5 év alatt (9x5x6x5), a véletlenszerűen kijelölt fürtök esetében ugyanez 6x35-70x5 volt. A termés-szintű adatokat összevontam és átlagukkal számoltam a továbbiakban, mert ezen a szinten pszeudoreplikációnak számítottak. Az így keletkezett 800 és 1228 soros mátrixokkal számoltam az eredményeket. Korrelatív eredményekhez az eredeti mátrixot használtam a véletlenszerűen kijelölt fürtök esetében.

A 5.6 táblázatból nyilvánvaló, hogy a kísérlet elrendezése, a hiányzó kezelések következtében, inkomplett (üres cellák keletkeztek). Emiatt a faktoriális GLM ANOVA számítások alkalmával nem volt lehetséges a magasabb szintű kölcsönhatásokat kimutatni, a főhatások és elsőfokú

82 5 Közösség ökológia kölcsönhatásokon kívül, emellett V. típusú négyzetösszeg lebontással végeztem, amely hiányzó cellák esetében javasolt. Továbbá, bár nyilvánvaló, hogy az évek és fák egyedi hatásai is különböznek, minden évet és fát összevontan használtam, mert az ANOVA modell még bonyolultabbá és az értelmezése még nehezebbé vált volna. Emiatt csak a négy kísérleti faktort (bruchida, levéltetű, parazitoid és hangya) használtam. Három ANOVA analízis készült: az elsőben a rovarok növényre gyakorolt hatását (4 faktor), a másodikban a levéltetvek, parazitoidok és hangyák hatását a bruchidák túlélésére (3 faktor) és a harmadikban a bruchidák, levéltetvek és hangyák hatását a parazitoidokra (3 faktor) vizsgáltam. A véletlenszerűen kijelölt fürtök értékelésével kapott „tömörített” adatmátrixot úgy kódoltam, hogy számításokat lehessen végezni vele a levéltetű fertőzés 6 szintje, valamint a kéthetes ellenőrzési időpontokra eső maximális fertőzöttségi szintek szerint. Ez utóbbit ko-változóként használtam az GLM ANCOVA analízisben. Általában az adateloszlás nem volt homogén és a transzformációk sem javítottak a helyzeten, ellenben az adatszám elég nagy volt a leírt módszerek használatához. Átlag összehasonlításra post hoc Scheffé és LSD teszteket használtam. Minden esetben a Statistica (StatSoft 2003) programot alkalmaztam.

5.2.2.2 Eredmények

A termésekre lerakott bruchida tojások száma (életképtelen, fertilis és parazitált) független volt az átlagos termés-hossztól (r= 0,0615, p= 0,2776). Az összes bruchida fejlődési stádium száma/termés enyhén növekedett a termés hosszúsággal (r= 0,1140, p= 0,0435), ami viszont csak a fertilis tojások számára utal. Hasonló kép alakult ki, ha a bruchida fertőzési adatokat a termések fürtökön elfoglalt valódi pozíciójához rendeltem. Ehhez a termésfürtön az összes tapadási helyet (a proximális végtől kezdve) leszámoltam és az értékeléskor egy-egy termés helyzetét ahhoz a tapadási helyhez kötöttem, amit az összes ilyen hely figyelembe vételével elfoglalt. (A közbülső helyek termés elrúgás következtében üresek voltak.) Az eredmények így (5.9A ábra) azt mutatták, hogy a termésenkénti tojások száma nem különbözött a fürt mentén, ha a levéltetű fertőzés 0 volt. Az ép magvak átlagos száma meredeken növekedett a termés-hosszal (r= 0,5332, p< 0,001), amely mögött a proximális fürtvég nagyobb termései állnak, melyeken leghamarabb fejeződik be a tojásrakás és nagyobb táplálék mennyiséget allokál a növény. A disztális végen ugyanakkor még fiatalabb termések találhatók. Viszont az abortált magvak száma ugyanezekben a hosszabb termésekben kevesebb volt (r= -0,7253, p< 0,001), ugyancsak az előbbi magyarázat alapján. Természetesnek tűnik az is, hogy az ép magvak pozitív korrelációban voltak az összes termésenkénti maggal (r= 0,2988, p< 0,001), vagyis ha az összes mag száma növekedett, akkor az ép magvaké is.

Kizárásos (exklúziós) kísérlet Külön faktoriális GLM ANOVA analízisek készültek a növény, a pre-DMP és a parazitoidokra nézve. Az elsőben mind a 4 [bruchida (B) +/-, levéltetű (L) +/-, parazitoid (P) +/- és hangya (H) +/-] hatást vizsgáltam, a másodikban csak az L+/-, P+/- és H+/-, a harmadikban csak a B+/-, L+/- és H+/- hatásokat. Az 5.7a-c táblázatok mutatják az ANOVA F-értékeket, míg az egyes paraméterek átlagértékeit teljes felbontásban az 5.8a-c táblázatok.

A növényi tulajdonságokat (terméshossz, abortált, ép és összes mag, valamint a magtömeg) egyértelműen a levéltetvek jelenléte határozta meg (5.7a táblázat). Amint az említésre került, az exklúziós kísérletben nem történt kvantifikálás a levéltetvek mennyiségére vonatkozóan, így az nem tudható, milyen mértékű levéltetű fertőzés hozott létre egy-egy szignifikáns hatást. Más hatások ebben nem, vagy csak jelentéktelen mértékben vettek részt. Ezek is általában azokban a kölcsönhatásokban jelentkeztek, ahol levéltetű is volt.

83 5 Közösség ökológia

Az említett hatások a növényi paraméterek átlagértékeiben is megjelentek (5.8a táblázat), elsősorban a magvak számában és tömegében, kivéve az abortáltakat, amelyekről korábban kiderült, hogy csak kis mértékben változik a számuk. Az utóbbiak valószínűleg inkább növényi allokációs hatások alatt állnak, míg a levéltetvek egy későbbi időszakban folyamatosan megcsapolják a már fejlődésben lévő magvakhoz szállított tápanyagokat.

A bruchidát jellemző paraméterek közül a lerakott tojások számát a parazitoidok és hangyák befolyásolták azonos mértékben (5.7b táblázat), a fejlődési stádiumok számát a parazitoidok és sokkal kisebb mértékben a hangyák, végezetül a kikelt bruchida adultok számára csak a parazitoidoknak volt befolyása. Valamennyi érthető lenne, mert a tojásrakás zavarása és a tojások elpusztítása a hangyákhoz és tojásfürkészekhez kötődött. A fejlődési stádiumok számának meghatározásában a lárva parazitoidoknak volt szerepük és talán a hangyáknak is azzal, hogy ezeket a parazitoidokat zavarták a tojásrakásban. Végezetül mindkettőnek viszonylag kevés köze volt a kikelő adultok számához, mert azt csak indirekt módon befolyásolták. Mindebben a levéltetveknek csak közvetett szerepe volt, de a hangyák jelenléte velük kapcsolatos. Ugyanakkor az 5.8b táblázat értékei a leírtakkal éppen ellentétesek: a lerakott tojások száma és a fejlődési stádiumok egyedszáma is szignifikánsan nagyobb volt a hangyák és parazitoidok jelenlétében. Ezt másként, mint az 5.10 ábrán bemutatott, a random választott fürtök értékeléséből kapott eredményekkel összefüggésben megmagyarázni nem tudom (lásd ott).

A parazitoidok tevékenységére elsősorban, az ebben a dolgozatban figyelembe vett célpont, a bruchidák voltak hatással (5.7c táblázat). Legtöbb parazitoid szoros szignifikáns kapcsolatban volt velük. A levéltetvek nem gyakoroltak közvetlen hatást, mert ekkor ezek telepei még, vagy már nem eléggé voltak kiterjedtek. A hangyáknak jelentős hatása különösen erőteljes volt a levéltetvekkel való kölcsönhatásban, mutatván, hogy az akkor már jelenlévő bruchida tojásokat kereső tojásfürkészeket, ill. a gyilkosfürkészeket (Braconidae), melyek szintén a gazda tojásaiba rakták a sajátjukat, a levéltetvek jelenléte miatt zavarták elsősorban. A levéltetű kolóniák a bruchida tojásrakás időszakában még foltszerűek voltak, emiatt koncentráltabb hangya-jelenléttel lehetett számolni. A hangyák általános kereső mozgása a növényen fontos tényező, de felvethető az is, hogy a bruchidák szívesen raktak tojásokat a levéltetű kolóniák közelébe, bár az 5.7b táblázat szerint a hangyák erőteljesen zavarták ezt a magatartást. A hangyák hatása a kikelt gyilkosfürkész imágók (Triaspis) számán is érződött.

Az átlagértékekben (5.8c táblázat) mindez csak a bruchidák és kisebb mértékben a hangyák hatásaként (az utóbbiak esetében a Triaspis imágók számát tekintve) jelent meg. [A három, átlagértékeket bemutató táblázattal kapcsolatban megjegyzem, hogy az ANOVA táblázatok összefüggéseitől való esetleges eltérés nem érvényteleníti az előbbieket, mert azok a kezelésekben megmutatkozó általános heterogenitást mérik. A Statistica program az átlagok összehasonlításakor a szóban forgó adatkészletre egy újabb ANOVA-t számol, ami vagy szignifikáns, vagy sem, és az átlagok ebben a viszonylatban a szigorúbbnak tekinthető Scheffé tesztben eltérnek, vagy nem térnek el. Ebben az értelemben a két számítás független.]

A levéltetű fertőzés mértékének hatása a növényre és Bi. villosus-ra random fürtök vizsgálata alapján A levéltetű fertőzés mértékének függvényében lerakott bruchida tojások száma (5.9B-F ábrák) azt mutatta, hogy amíg az 1-es és 2-es szintnél a termések egyenértékű pozícióban voltak a terméstengelyen ebből a szempontból, addig lényeges eltérések adódtak a 3-5 szinteken. Az utóbbiak proximális részén 3-4-szer több tojást raktak a termésekre a disztálissal összehasonlítva. Ez az ábrasorozat azt bizonyítja, hogy a bruchidák valamilyen okból több tojást

84 5 Közösség ökológia raktak a levéltetűvel fertőzött termésfürtökre, mint az a nélküliekre. Hasonló trendet mutatott a bruchida fejlődési stádiumok egyedszáma, a fémfürkész és tojásfürkész parazitoidok száma is (5.10 és 5.11 ábrák), azaz a maximális tojás/egyedszámok közepes-szintű (3-4) levéltetű fertőzésekkel estek egybe. A fémfürkész egyedszám szignifikánsan nagyobb volt a 4-es szinten (5.10 ábra, csillag). Ugyanakkor a gyilkosfürkész (Braconidae) parazitáltság nem változott a levéltetű fertőzés mértékével. A tojásfürkészek által parazitált bruchida tojások száma a 3-as levéltetű színt mellett volt a legnagyobb (5.11 ábra, az összes 27,1 %-a, ANOVA: F5, 982= 3,7669, p= 0,0022), bár a maximális számú tojás 1-es levéltetű szint mellett fordult elő (ANOVA: F5, 982= 9,8557, p< 0,001). Fontos megjegyezni, hogy ezek az összefüggések olyan termésfürtökre vonatkoznak, amelyek a rajtuk kialakult maximális levéltetű fertőzési szint figyelembe vételével kerültek kiértékelésre, tehát 5.9A-F ábrák nem fertőzési folyamatot jelölnek! Egy 0 fertőzésű termésfürt a teljes fejlődési időtartamot a leszedéséig levéltetű- mentesen töltötte. Természetesen az is igaz, hogy egy adott fertőzési szint kialakulásához több fokozaton kellett a fürtnek végigjutnia és emiatt a bruchidák tojásrakása stb. dinamikusan változhatott, befolyásolva azáltal is, hogy egy fürtön éppen milyen levéltetű-szint volt. Továbbá, az egyes levéltetű-fertőzési fokozatok sem azonos időtartamig álltak fenn. Mindez valószínűleg megnehezítheti egy világosabb kép kialakulását és értelmezését.

A terméshossz csak 5-ös levéltetű szint mellett csökkent szignifikánsan (5.9 táblázat). Az abortált magvak száma enyhén emelkedett, az ép magvaknak csak kb. 40 %-a maradt meg a kontrollhoz képest a legmagasabb levéltetű-fertőzési szinten, ellenben az összes mag száma nem változott, de eltért a kontrollétól. A legsúlyosabb hatást a magtömegen mérhettem: már a 3-as szinttől szignifikánsan és a kontroll kb. 70 %-ára csökkent az 5-ös szintig.

A Bi. villosus imágók száma szignifikánsan nagyobb volt a 3-as levéltetű-fertőzési szinten a 0- hoz képest (5.10 táblázat). A termésenként kikelő imágók száma 0 és 9 között volt. A testméretük szignifikánsan nagyobb volt a 2-es, mint akár 1-es vagy 5-ös szinten. Az ANCOVA- val kapott eredmények ugyanezeket erősítették meg. Ekkor a maximális levéltetű fertőzés ideje (5 diszkrét kéthetes szakasz) szerepelt kovariánsként.

Magtömeg változása a termésenkénti magvak vagy a termésenkénti bruchidák száma függvényében és a levéltetű-fertőzés hatása alatt Az értékeléssel összefüggő hipotéziseket lásd az 5.2.2.1 pont „Az alkalmazott módszerek” részének (4)-es alpontjában. A kiegyensúlyozott ANOVA érdekében a maximális mag- (9 és 10) és adult számokat (6 és 7) kihagytam. A 5.11 táblázat szignifikáns főhatásokat (ép magszám/termés és levéltetű-fertőzés) mutat, de kölcsönhatás nem volt. Hasonló jellegű hatások jelentkeztek növekvő bruchida-számok mellett is (5.11 táblázat). Az emelkedő levéltetű-fertőzési szint csökkenő magtömeget eredményezett: az egymagvú termések (ezek tipikusan a disztális végen találhatók) ép magjai szignifikánsan kisebbek voltak, mint a többmagvúakéi. A levéltetű- fertőzés és a termésenkénti magszám együttes hatásaként mutatkozó magtömeg-változást az 5.12 ábra mutatja.

A hangyák jelenléte Jelentős variabilitás jellemezte előfordulásukat. Amíg a levéltetű kolóniák kisebbek és lokalizáltak voltak, koncentrált volt a hangyák előfordulása is. Amint a fertőzés szétterjedt, csökkent az egy kolóniára jutó látogatások száma. Számuk változott a fák, évek, levéltetű fertőzés szint szerint és az ellenőrzési periódusok alapján is (5.13A-D ábrák). Az utóbbi összefüggésben áll a levéltetű fertőzéssel, amely időben maximumon ment át és ez a kiterjedtsége szerint befolyásolta a hangyák számát. Az utolsó időszakban a fertőzés ismét kis foltokra húzódott vissza, ezért megnövekedett a hangyalátogatások száma is.

85 5 Közösség ökológia

5.2.2.3 Tárgyalás

Ez a tanulmány kísérleti bizonyítékokat ad arra, hogy egy közösségben a direkt és indirekt kapcsolatok ereje és tartama térben és időben változik és ez jelentősen befolyásolhatja a résztvevő szervezetek túlélését. Az A. cytisorum és a hangyák hatást gyakorolnak a Bi. villosus gazdanövény használati mintázatára és a parazitoidjaira. A levéltetvek direkt és indirekt hatása a fizikai borítás és a hangyák jelenléte által valósul meg. Ezek a hatások védelmet nyújtanak egy bizonyos mértékig a bruchida parazitoidjai ellenében, másrészről maguk is zavarják a bruchidák tojásrakását egy adott levéltetű-fertőzési szintnél. Ez a kettősség, a szétkapcsolódás és újra összekapcsolás, a populáció mérettől függő hatások, fontos elemei a táplálkozási hálózati dinamikának (McCann et al. 2005) és nyilvánvalóan a feltételek tér-időbeli változásával kapcsolódnak össze. A bruchidák közvetlen előnyt élveznek a levéltetvek jelenlétéből a parazitoidok ellen, de a hangyák hatása negatív lehet (5.8 ábra, 5, 7 és 10-es nyilak). Kísérletek ugyanakkor azt bizonyították, hogy a hangyák nem minden esetben sikeresek, az erős kitinpáncéllal rendelkező fajok (ormányos, esetenként a zsizsikek is) nem zavartatják magukat a hangyáktól (Fegyveres, O., nem publikált adat). A hangyák hasznosaknak bizonyulnak a L. anagyroides számára, mert csökkentik a bruchidák számát, de negatív a hatásuk a levéltetű fertőzés kiterjedésének elősegítésében (6, 8, 12-es nyilak). Az jelenleg nem ismert, hogy bármelyik herbivor jelenléte indukál-e változást a növényben (2 és 3-as nyilak), de nem kizárható ilyen indirekt hatás sem a másik herbivorra (Fisher et al. 2000). Lupinus polyphyllus növényeken a kinolizidin alkaloidok mennyisége 2-4-szeresére növekedett a növény sérülését követően (Wink 1983). A kvantitatív anyagkülönbségek következtében a kölcsönhatások is egyenlőtlenül oszlanak el és a szinten belüli verseny lehetőségét fokozzák (Damman 1993). Fizikai faktorok (szárazság, fenotipikus vonások) a kapcsolatok variabilitását okozták a Salix lasiolepis fajon (Craig et al. 1988). A Laburnum-on is megfigyelhetők voltak ilyen hatások. A hangyák kiváltói és egyszersmind következményei is a változó levéltetű fertőzésnek, az állandó jelenlét és a teljes távollét szélsőségei között. Még az obligát mirmekofil fajokat sem állandóan látogatják (Stadler & Dixon 2005). Ezek jelenhetnek meg az 5.8b táblázat ellentmondásosnak látszó adataiban is: nagyobb bruchida tojás és fejlődési egyedszám mutatkozott a hangyák jelenlétében.

A magtömeg egyike a legfontosabb növényi fitnisz komponenseknek és érzékenyebb változónak tűnik, mint a magszám (5.9 táblázat), bár lehetséges, hogy az utóbbi állandósága az abortált magvak nagyon konzervatív és állandó jelenléte következtében látszik annak (5,22 ± 0,05, átlag ± SE, var. koeff.= 0,25). Ezek számát a növény allokációs „döntései”, míg több más növényi karaktert az aktuális külső „hatás”, a herbivor befolyásolhat. Így pl. a magtömegre a levéltetű fertőzés jelentős hatást gyakorolt, mert kb. 6 mg különbség keletkezett a fertőzött és nem fertőzött termés magtömege között (5.9 táblázat), ami további hatással volt a bruchida kikelési százalékra és testméretre (5.10 táblázat).

A legjelentősebbnek látszó eredmény a maximális bruchida egyedszám (fejlődési alakok együtt) egy közepes szintű levéltetű fertőzés mellett (5.10 ábra). A bruchida egyedszám alacsonyabb volt mind a legkisebb, mind a legnagyobb levéltetű szint mellett. A legsúlyosabb fertőzés esetén a levéltetvek annyi táplálékot vonnak el a fürtöktől, hogy a magtömegben jelentős csökkenés állhat be, és ez veszélyezteti a magpredátor fejlődését is. Ellenben az a tény, hogy fele annyi bruchida fejlődik ki levéltetű-mentes fürtökből, két tényezőre irányítja a figyelmet: (a) a parazitoidok tevékenységére, és/vagy (b) a növényi kémia hatására. A parazitoidok szerepe kizárható azon az alapon, hogy a parazitoidok a valóságban csupán követik a bruchida abundancia változásait. Az ilyen donor kontrollált kapcsolat nem is olyan ritka (Hawkins 1992). A bruchida tojások lerakására valamivel a levéltetű fertőzés kialakulás előtt kerül sor. Ezek a

86 5 Közösség ökológia tojások elsősorban a tojásparazitoidok és gyilkosfürkészek számára elérhetők, aminek egy viszonylag egyenletes parazitáltság az eredménye (5.10 ábra). Merőben más a Dinarmus fémfürkészek „helyzete”: ezek a 4-es levéltetű-szint mellett voltak leggyakoribbak, aminek oka az lehet, hogy ilyen levéltetű-szint mellett a fertőzés meglehetősen diffúz, ami a hangyák szétszóródásában mutatkozik meg. Ez elősegíti a sokszor hosszadalmas termésfal és mag átfúrást, ami a 4. stádiumú lárvák és bábok eléréséhez szükséges a parazitoidok esetében (Leong & Dickason 1975).

Ami a növényi kémia meghatározó jellegét illeti, arra a Genisteae-re jellemző kinolizidin alkaloidok (KA) időbeli és növényen belüli egyenetlen eloszlása (Szentesi & Wink 1991, 5.2.1 pont) ad támpontot és feltételezést, mely szerint ez egyedi termésfürt szinten is fennáll. Ha így van, akkor lehetséges, hogy mindkét herbivor az alacsonyabb KA tartalmú fürtöket kedveli. Arra nézve van bizonyíték, hogy ez a helyzet valóban igaz az A. cytisorum-ra (Wink et al. 1982) a Cytisus scoparius fajon. Az azonban nem ismert, hogy a helyzet azonos-e a Laburnum-on is. Amennyiben mindkét faj az alacsonyabb KA koncentrációkat kedveli, akkor egyes termésfürtökön egyáltalán nem, vagy csak alacsony fertőzés alakul ki, másokon nagyobb. Lehetséges az is, hogy ha levéltetű fertőzés kezdődik egy fürtön, ez a bruchida számára is jelzés, és a fertőzés összes hátránya ellenére, előnyökhöz juthat, ha azokra a termésekre rak tojásokat. Ennek dinamikáját tükrözik az 5.9B-F ábrák és mutatják, hogy a proximális terméseken, ahol a levéltetű fertőzés rendszerint kezdődik, nagyobb a lerakott tojások száma.

Befejezésként hangsúlyozni szeretném, hogy a leírtakat egy rendkívül dinamikus rendszernek képzelem, amelyben akár termésfürtönként is igen nagy fitnisz-komponens különbségek lehetnek minden résztvevő számára. A fürtök közötti képletes és valóságos távolságok egyes résztvevőknek átjárhatók, másoknak nem. Például egy bruchida nem képes elhagyni a magot, amelyben fejlődik, de egy levéltetű már választhat fürtök között és a hangyák és parazitoidok számára minden bizonnyal minimálisak a kötöttségek. Ezért előnyösebb stratégiának látszik a bruchida számára az alkalmazkodás a levéltetű által létrehozott körülményekhez, annak ellenére, hogy a kimenetel igen változó lehet. Ez nem jelenti azt, hogy teljesen eltérő módon, pl. levéltetű fertőzés nélkül, parazitoidok jóval nagyobb nyomása alatt is ne lehessen jelen. Olyan fontos tényezők, amelyekre utaltam, mint a növényi genotípus vagy más tulajdonságok hatása, még nem került a Laburnum esetében vizsgálatra. További lényeges kérdés lehet, hogy vajon a Dinarmus parazitoid tojásrakás alkalmával tesz-e különbséget nagyobb vagy kisebb alkaloida- tartalmú gazdaállat között, mert a bruchidák eltérő kémiai környezetben fejlődhetnek.

5.2.3 A keskenylevelű bükköny (Vicia tenuifolia) magpredátor guild- összetételének tér-időbeli változása

A tárgyalás alapjául szolgálnak: Szentesi, Á., D. Schmera & T. Jermy. 2006. Spatial and temporal organisation of the pre-dispersal seed predator guild in a perennial legume, Vicia tenuifolia. Ecological Entomology 39, 114-122. Szentesi Á. & Jermy T. 1998. Leguminosae-fajokon élő magfogyasztó rovar-guildek: közösségszerkezet és kölcsönhatások. In: Fekete G. (szerk.) A közösségi ökológia frontvonalai. 105-113. c. munkái.

Bevezetés és célkitűzés A Vicia tenuifolia-n élő pre-DMP guildek szerveződésével kapcsolatos munka koncepciójában is eltér az 5.1 részben leírtaktól. Alapvető különbség az, hogy nem a pre-DMP-k és a gazdanövény

87 5 Közösség ökológia viszonyával, a forráshasználat részleteivel, hanem a V. tenuifolia-n élő pre-DMP-k tér-időbeli szerveződésével foglalkozik. Ugyanakkor vannak olyan közös részek, melyek lehetővé teszik az ismétlések elkerülését az említett részben leírtakra való hivatkozással.

A közösség ökológia jelentős feladata annak megértése, hogy a közösségek építő elemeinek tartott guildek miként szerveződnek egy magasabb szintté (Gee & Giller 1987). Ugyanakkor még az sem ismert kellően, hogy az egy adott növényfajon formálódó guildek összetétele változik-e időben és térben, valamint a szerveződés sztochasztikus vagy determinisztikus jellegű hatások eredménye-e?

Néhány esetben (Abbott et al. 1992, Schonrogge et al. 1995) kimutattak tér-időbeli variációt ízeltlábú guildek összetételében. Sivatagi biomokban élő gerinces granivor guildek fajösszetételében jelentős variációt találtak (Brown 1987). A saspáfrányon (Pteridium aquilinum) élő herbivor guild szerkezetében Lawton (1984a, b) számottevő térbeli variációt talált. Másrészről, figyelemre méltó hasonlóság mutatkozott a Quercus rubra tölgyfajon élő guildek összetételében olyan távolságokban is, mint Kanada és az Egyesült Királyság (Ashbourne & Putman 1987). Viszonylagos térbeli konstancia jelentkezett ízeltlábú herbivor guildek arányaiban különböző vegetáció típusokban és biogeográfiai régiókban (Moran & Southwood 1982, Southwood 1996). Nyilvánvaló azonban, hogy a konstancia (prediktálhatóság) lokális skálán sokkal valószínűbb (Brown 1987, Hendrix et al. 1988). Konstancia várható olyan guildek esetében, melyek a tápnövények egy szűk körére specializálódtak. Ilyen példák az aszparaguszon (Asparagus officinalis) (Kaszab 1962), vagy a Heliconia besodrott leveleiben élő levélbogarak (Strong 1984), esetleg a Cardueae tribusz fajain élő gyümölcslegyek (Tephritidae) (Zwölfer 1988).

A guildek szerveződésének szabályai (assembly rules) azokat az erőket kísérlik meg összegyűjteni és leírni, amelyek eredményeként/hatásaként egy faj, a rendelkezésre álló fajkészletből, kiválasztásra kerül és a guild tagja lesz. Olyan kérdések tehetők fel, mint: miért éppen az a faj, miért akkor, miért annak a guildnek a tagja stb., ám ezekre válaszolni meglehetősen nehéz és örülhetünk, ha egy egyszerűbb kérdésekre is választ kapunk, mint pl. egy már működő guild milyen mértékű kompozicionális változásokat mutat térben és időben? A szerveződés folyamatának megértéséhez mégis közelebb visz, ha a szerveződés véletlen vagy determinisztikus jellegét is ki tudjuk mutatni. A szerveződési szabályok egy sora létezik, mióta Diamond (1975) vizsgálta a Bismarck-szigetvilág kakukkgalamb fajainak együttélését. A méretarányokat és másokat figyelembe vevő szabályok (Weiher & Keddy 1999) általában az interspecifikus verseny közösség szerkezetet strukturáló hatására koncentrálnak. Ellentmondások viszont ott jelentkeznek, hogy néhány kivételtől eltekintve (Brown et al. 1986, Brown 1987), a verseny fennállását nem sikerült bizonyítani. Lawton (1984a, b) például úgy találta, hogy a saspáfrányon élő ízeltlábú herbivor guild véletlenszerűn szerveződött és nem tudott interspecifikus interakciókat kimutatni. Csak eloszlási adatokat felhasználva Zwölfer (1979, 1980) viszont hangsúlyozta a verseny valószínűségét. Ismét mások (Rathcke 1976, Strong 1984, Jermy 1985) nem találtak versenyre utaló jeleket és elvi alapon is kiemelték annak csekély valószínűségét a herbivor rovarok vonatkozásában. Ha nem sikerül versenyt kimutatni, az még nem jelenti azt, hogy guildek nem prediktálhatók, pl. a szűk tápnövény-specializáció, vagy a predáció eredményeként. A fentieket megerősítendő, Hawkins & Mills (1996) jelentős variabilitást talált parazitoid guildek összetételében, mely szerintük történeti okokra (véletlen kolonizáció, gazdaváltás és specializáció) volt visszavezethető.

A null-modellek (lásd a Fogalmakat) alkalmazása a közösség szerveződési folyamatok analízisében a fajok jelenléte/hiánya információra épül (Graves & Gotelli 1993, Gotelli 2000,

88 5 Közösség ökológia

Gotelli & McCabe 2002, Feeley 2003, Vázquez & Aizen 2003, Zwölfer & Stadler 2004), mely megközelítés kevéssé hatékony a verseny megléte-hiánya kimutatásában. Ez ellentmondásos, mert a populációs interakciókat az abundancia befolyásolja, és a közösség tagjai különböző gyakoriságokkal lehetnek jelen, ami viszont nem szükségszerűen a kölcsönhatásoknak köszönhető (pl. ritkaság, Gaston 1994). Annak ellenére, hogy az abundanciális adatok figyelembe vételére többször is felmerült a szükséglet (Schluter 1984, Graves & Gotelli 1993), ez a megközelítés ritka.

A jelenlegi tanulmányban egy pre-DMP guildet vizsgálunk null-modellek segítségével úgy, hogy prezencia/abszencia és abundanciális adatokat egyaránt felhasználunk. A kiindulási hipotézisünk az, hogy a guildet kompetitív erők szervezik. A guild összetétel és a guild-tagok abundanciája variabilitásának mértéke bepillantást adhat a fajok guilddé való összeállásának folyamatába. Emiatt különböző téridőbeli feloldási szinteket alkalmaztunk mesterségesen skálázás mellett, feltételezve, hogy a különböző léptékeken zajló eltérő intenzitású faj-kölcsönhatások így felderíthetők (Levin 1992).

Konkrétan a következő kérdések merültek fel: (1) Milyen mértékben és miként változik a V. tenuifolia pre-DMP guildjének fajösszetétele térben és időben? (2) A pre-DMP guild tagjai véletlenszerűen vagy determinisztikusan szerveződnek-e?

5.2.3.1 Anyag és módszer

A növény és a pre-DMP-k részletes leírását lásd az 5.1 pontban. A jelen vizsgálatban két taxonómiai szintnek megfelelő szub-guildet különböztettünk meg: az egyik a bruchida szub-guild, amely a V. tenuifolia zöld terméséhez és a magvakhoz kapcsolódik fejlődése folyamán és az 5.1 pontban említett 4 Bruchus-fajt foglalja magában. Ez tehát Schoener (1986) kifejezésével élve egy taxon-guild. A másik a magpredátor szub-guild, amely a bruchidákat, ormányos bogarakat és a lepkefajt fogja össze. Ebben a guild-alkotó csoportok nem faji-, hanem család-szinten kerültek besorolásra. A szétválasztást az indokolta, hogy az utóbbi szinten nem tudtuk a fertőzés mértékét egyedszámokban kifejezni [többek között azért, mert mind az ormányosok, mind pedig a lepkefaj (termésenként akár több) lárvája egymást követően néhány magot elfogyaszt, de azt nem lehetett tudni, hány lárva volt termésenként jelen]. Emiatt az egyedszám helyett a fertőzött magvak számát használtuk.

Mintavétel Terméseket 80 V. tenuifolia állományból szedtünk 13 év alatt. A növényállományok olyan foltok, amelyeknek tagjai 500 m-en belül találhatók egymástól. Évente 6,7 ± 3,7 (átlag ± SD) mintavételre került sor. Csak még zárt terméseket gyűjtöttünk. Hasonló mintaméretekre törekedtünk. Ha egy állomány kis méretű volt, valamennyi, de legalább 30 termést leszedtünk. Az így leszedett termések alkottak egy mintavételi egységet. Valamennyi kikelt bruchida imágót meghatároztuk, egyedszámuk jelentette az abundanciális analízishez az alapadatot. A család- szintű felbontásnál a fertőzött magvak jelentették ugyanezt.

Tér-időbeli feloldási szintek A kétféle taxonómiai szint mellett 6 tér-idő szint felbontást vettünk figyelembe (5.12 táblázat). Négy tér-skálaszint volt: nyers, finom, közbülső és durva. A nyers a növényállomány szintje, azaz minden egyes minta (a 30 termés vagy ennél több egy gyűjtőüvegben). A finom térszint azt jelentette, hogy az 1 km-en belül szedett mintákat egyetlen mintába egyesítettük. A közbülső térszinten az egy közigazgatási egységen belüli mintákat vontuk össze. A durva térszint az,

89 5 Közösség ökológia amelynél az időt nem vettük figyelembe. Így a nyers, finom és közbülső térszintek tér-hierarchiát alkottak. Az analízis variációit tehát a tér négy és az idő „két állapota” (figyelembe véve és figyelembe nem véve) adta. A mintaszámok ezek szerint a különböző összevonási szintek szerint 12 és 65 között voltak a buchida szub-guildben és 11 és 76 között a pre-DMP szub-guildben; pl. a durva szint 11 vagy 12 mintát (évet) jelentett (5.12 táblázat).

A guild-szerveződés variabilitásának mérése Erre a célra két fogalmat vezettünk be: guild variáció és guild kombináció. Az elsőt úgy definiáljuk, mint a guild tagok (fajok) száma a mintában. Például, valamennyi minta, amelyekben 2 tag (faj) volt jelen, ugyanabba a – két-tagú – guild-variációba tartozott, függetlenül attól, hogy melyik két faj volt jelen. Ezzel ellentétben, a guild kombináció a guild tagok speciális fajkombinációját jelentette egy mintában (Pielou & Pielou 1968). A guild variációk várt gyakoriságát a binomiális képlettel számoltuk és a várt értékeket összehasonlítottuk a tapasztaltakkal:

n! , (n − m)!m! ahol n a guild tagok teljes száma, és m a guild tagok száma (azaz 0, 1, 2 … n) a mintában. Kimutatja, hogy melyik guild variáció (2-tagú, 3-tagú stb.) a leggyakoribb. A bruchida szub- guild esetében a 2-tagú guild variációt (n = 4, m = 2) vártuk leggyakoribbnak. A (prezencia és abszencia alapú) várt és kapott gyakoriságokat diagramon jelenítettük meg és χ2-teszttel hasonlítottuk össze. Ez az analízis csak a bruchida szub-guild adataival készült.

A lehetséges guild kombinációk számát a 2n adja meg (Pielou & Pielou 1968), amely a bruchida szub-guildre nézve 16, és a család-szintű pre-DMP guildekre vonatkozóan 8 (5.14 és 5.16 táblázatok). A várt maximális guild kombinációk számát összehasonlítottuk a megfigyelt értékekkel.

A guild-analízis módszerei Az együtt-előfordulási és koegzisztencia analízisek feladata a verseny kimutatása, jelen esetben null-modellek segítségével (Gotelli & Graves 1996). Ennek megfelelően, először együtt- előfordulást vizsgáltunk, melynek az a feladata prezencia/abszencia adatok felhasználásával, hogy randomtól eltérő fajmintázatokat mutasson ki. Ez az eljárás érzéketlen a résztvevő fajok abundanciájára. Tekintettel azonban arra, hogy a bruchida szub-guildben résztvevő fajok abundanciális arányai a tér-időbeli felbontási szintektől függetlenül 485 Bu. venustus, 260 Bu. libanensis, 18 Bu. occidentalis és 1 Bu. brachialis volt, fontosnak látszott ezt a szempontot is figyelembe venni és koegzisztencia analízist is elvégezni.

Mindkét fajta analízishez a null-modell módszer a következőket igényli: (1) a metrika kiválasztását, (2) egy randomizációs algoritmus alkalmazását, amely ugyanannak a metrikának null-eloszlását hozza létre, és (3) a megfigyelt és null-eloszlással kapott metrikák összehasonlítását. Az együtt-előfordulási számításokat a C-index-szel végeztük (Stone & Roberts 1990). Ez a „sakktábla-egységek” átlagos számát méri a fajok minden lehetséges párosítása között. A sakktábla-egységeket (SE, a képletben CU= checkers-board units) minden párosításra a következő formulával számoltuk:

CU = (oi − s)(o j − s)

90 5 Közösség ökológia

ahol oi az i-edik faj előfordulása, s a megosztott helyek száma (azaz, ahol mindkettő előfordul) és oj a j-edik faj előfordulásának száma.

Annak ellenére, hogy egész közösségek koegzisztencia analízise elvégezhető Schluter (1984) „variancia arány” módszerével, nem alkalmaztuk ebben az esetben, mert nem a C-index abundanciális adatokra való módosítása, és interpretációja is meglehetősen nehézkes. Helyette Osnas & Ankey (2003) módszerét követtük. E szerint párok közötti koegzisztencia a következő módon mérhető:

N Cij = ∑ xiw x jw , w=1 ahol Cij az i és j taxonok közötti koegzisztencia mértéke, xiw az i-edik taxon abundanciája w helyen, xjw a j-edik taxon abundanciája w helyen, N a helyek teljes száma.

A randomizációs technikák széles skálája elérhető (Gotelli & Entsminger 2001a). A jelen vizsgálatban Gotelli (2000) módszerét használtuk: a fajok prezencia/abszencia (együtt- előfordulás analízis) vagy fajabundancia (koegzisztencia analízis) fajok X hely mátrixainak sor és oszlop összegeit konstansra állítottuk be (fix sor és oszlopösszeg) és a „sequential swap” algoritmust alkalmaztuk (ez a mátrix elemeinek a szekvenciális lecserélését jelenti a randomizáció folyamán), de más lehetőségeket (Gotelli & Entsminger 2001b) is kipróbáltunk. A randomizációt 5000-szer ismételtük meg. A randomizált eloszlás és a valóságos mintázat összehasonlítása p-értékkel történik. A p kifejezi, hogy a randomizált metrika mennyiben tért el a megfigyelt adatoktól vagy egyezett meg azokkal (Manly 1991), szignifikáns különbséghez a megfigyelt indexnek nagyobbnak kell lennie a szimuláltnál. A metrika megfigyelt értéke akkor volt szignifikáns, ha a p-érték azonos volt 0,05-dal vagy kisebb volt annál. Azon guild esetében, melynek a szerkezetét a verseny határozza meg, a megfigyelt C-index a null-eloszlás felső részébe kell, essen. A koegzisztencia metrika akkor jelez versenyt, ha az érték az alsó eloszlási részbe esik.

A bruchidák mikrohabitat preferenciája 1999 és 2003 között, ugyanazon a helyen (47o 32’ N, és 18o 56’ E), a V. tenuifolia foltok helyzetét egy kb. 5 x 15 m állományban feltérképeztük egy 1 x 1 méteres háló segítségével. Szintén rögzítésre került, hogy a folt árnyékban feküdt-e a nap túlnyomó részén vagy napos helyen volt található. A racémeket a foltokon belül számokkal jelöltük (kb. 1000 racémet évenként, amelyeknek a többsége persze súlyos virág és termés elrúgás eredményekét jelentősen csökkent menet közben). Az érett terméseket leszedtük és a pre-DMP-ket és parazitoidjaikat engedtük kikelni. A termések értékelését az Appendixben leírtak szerint végeztük. Csak két év adatait tudtuk felhasználni, összesen 1577 termést, mert más években részleges vagy teljes terméshiány volt. A kapott eredményeket azzal a null-hipotézissel teszteltük, hogy a bruchida- fajok között nincs mikrohabitat preferencia árnyékos és napos foltok tekintetében.

Statisztikai értékelés Az együtt-előfordulás analízishez az EcoSim programot használtuk (Gotelli & Entsminger 2001b), a koegzisztencia értékeléséhez egy Microsoft Excel makrót. A várt és kapott gyakoriságok összehasonlítására χ2-tesztet. A bruchidák által fertőzött magvak számát Kruskal- Wallis ANOVA-val hasonlítottuk össze. A habitat preferenciát egy-utas ANOVA-val értékeltük. Valamennyi statisztikai értékelést a Statistica 6.0 programmal (Statsoft, 2003) végeztük.

91 5 Közösség ökológia

5.2.3.2 Eredmények

A guildek jellemzése A pre-DMP-k közül a bruchidák fogyasztották el a legnagyobb számú V. tenuifolia magot (medián: 22,5, alsó és felső kvartilis: 7-67), ezt követték a lepkelárvák (10, 1,5-26), majd az ormányosbogár lárvák (2, 0-6) a nyers adatsor-szintjén (vagyis az edényekbe került termésekre vonatkoztatva) (az elfogyasztott magvak számára vonatkozóan: Kruskal-Wallis ANOVA, H2= 69,43, p< 0,001). Az endofág szub-guilden belül a Bu. venustus volt a leggyakoribb mintánként (medián: 11, alsó és felső kvartilis: 3-43), ezt a Bu. libanensis követte (5, 1-14), majd a Bu. occidentalis (0, 0-1), végül a Bu. brachialis (0, 0-0) (a bruchidák számára vonatkozóan: Kruskal- Wallis ANOVA, H3= 137,1, p< 0,001). A nyers minták szintjén mind a négy bruchida jelen volt a minták 4,6 %-ában, 3 faj volt jelen 13,9 %-ában, 2 faj volt jelen 58,5 %-ában, és csak 1 faj 23,1 %-ában. Az átlagos guild variabilitás 2,0 ± 0,75 (±SD) bruchida faj/minta volt. Bu. venustus a minták 90,8 %-ában, Bu. libanensis 76,9 %-ában, Bu. occidentalis 26,2 %-ában, és Bu. brachialis 6,2 %-ában volt jelen. A magasabb taxon-szinten mindhárom pre-DMP (bruchida, ormányosbogár- és lepkelárva) jelen volt a minták 50,8 %-ában, kettő 34,9 %-ában, és egy 14,3 %-ában. A guild átlagos tagszáma 2,4 ± 0,73 (± SD) volt mintánként. Bruchidák jelen voltak a minták 100 %-ában, Lepidoptera lárvák 74,6 %-ában, és ormányosbogár lárvák 61,9 %-ában.

Várt és megfigyelt guild-tagság gyakoriságok A megfigyelt értékek nem egyeztek a várt gyakoriságokkal (5.14A, B ábrák). A csak éveket figyelembe vevő szint („év(durva)”, 5.14A ábra) jobbra-torzult volt és a leggyakoribb tagság- szám 3 volt. Egy és 2-tagú guildek száma alacsonyabb volt, míg a 4-tagú guildek száma meglepően gyakori. A nyers és finom térbeli felbontásnál a 2-tagú guildek voltak a vártnál gyakoribbak (lásd a χ2-értékeléseket az ábra aláírásban) (5.14B ábra). A bruchida guild kombinációk lehetséges száma 16 volt, ebből maximálisan 8-at (50 %) figyeltünk meg változó gyakorisággal (5.13 és 5.14 táblázatok). Bu. venustus és Bu. libanensis 50,8 %-át tette ki ezeknek a kombinációknak. A lehetséges 8 magasabb taxon-szintű kombinációból, csak négyet találtunk meg. Mindhárom pre-DMP a lehetséges kombinációk 50,8 %-ában volt jelen (5.15 és 5.16 táblázatok).

Guild analízis A C-index nem jelzett szignifikáns eltérést a null-modelltől, tekintet nélkül arra, hogy a bruchida guild, vagy a család-szintű pre-DMP-ket vizsgáltuk, és ha különböző, a mátrix sorokra és oszlopokra vonatkozó megszorításokat tettünk (5.13 és 5.15 táblázatok). A fajpárok egyike sem mutatott szignifikáns koegzisztencia metrikát egyetlen tér-időbeli feloldási szinten sem (5.17 táblázat). [Feltétlenül érdemes megemlíteni Lehsten & Harmand (2006) eredményeit, akik 291 prezencia/abszencia mátrix alapján számolt C-index és a kapott együtt-előfordulás szignifikancia értékeinek érzékenységét vizsgálta a sequential swap algoritmus alkalmazásával kapcsolatban. A problémát az vetette fel, hogy az algoritmus nem azonos eséllyel cseréli le a cellák tartalmát. Azt kapták, hogy igen csekély mértékben torzította egyes esetekben az eredményt és főként nem az ökológiai interpretációt. Mindenesetre 30000 iterációt ajánlanak egy pontos p-érték eléréséhez.]

A bruchida-fajok mikrohabitat preferenciája A Bu. venustus imágók átlagos száma/termés 0,23 ± 0,49 (±SD) volt napos növényállomány foltokban és 0,22 ± 0,50 árnyékos foltokban (F1, 1575= 0,2235, p= 0,6365). A Bu. venustus imágókból kelt parazitoidok átlagos száma/termés 0,04 ± 0,21 (±SD) volt napos és 0,10 ± 0,31 árnyékos foltokban (F1, 314= 2,625, p= 0,1062). A három másik bruchida-faj átlagos száma/termés 0,11 ± 0,34 (±SD) volt napos és 0,51 ± 0,71 árnyékos foltokban (F1, 1575=

92 5 Közösség ökológia

175,1977, p< 0,0001). Ebből a három bruchida-fajból kelt parazitoidok átlagos száma/termés 0,04 ± 0,19 (±SD) volt napos, és 0,11 ± 0,31 árnyékos foltokban (F1, 216= 4,062, p= 0,0451).

5.2.3.3 Tárgyalás

A természetes közösségek nyitott rendszerek, melyek folyamatosan változnak fajkompozícióban és abundanciában. A közösségek építő kövei, a guildek, szintén változnak térben és időben. A jelen munka eredményei azt mutatják, hogy a V. tenuifolia pre-DMP guildje jelentős tér-időbeli változásokat mutat az összetételben. Mind a tagok száma, mind pedig a guild összetétele változik és olyan faktorok következtében, amelyeket még nem eléggé ismerünk. Ilyenek lehetnek a földrajzi távolság, demográfiai sztochaszticitás, áttelelési veszteségek, más populáció dinamikai jelenségek, időszakos vagy lokális gazdanövény kihalás, csökkent táplálék minőség, amely az egyik guild-tagot súlyosabban érinti, a parazitáltság és predáció mértéke és, nem utolsó sorban a mikrohabitat sajátosságai iránti preferencia.

A vizsgált mintákban lényeges eltéréseket találtunk a várt guild-kombinációk tekintetében (5.13 és 5.15 táblázatok). Továbbá, a tér-időbeli felbontás szintje befolyásolta a guild variációk gyakoriságát (5.14A, B ábra): ahogy a térbeli felbontási szint a nyerstől a durva felé változott, a guild-tagság megfigyelt gyakorisági eloszlása jobb felé torzult (különösen, ha az időt is figyelembe vettük (5.14A ábra). Ennek magyarázata az lehet, hogy minél részletesebb a felbontás, annál jobban közelíti a megfigyelt guild kombinációk száma a lehetségest (Gotelli & Entsminger 2001b), mivel a finomabb tér-idő skála sokkal több véletlenszerűséget enged meg (Levin 1992, Noda 2004). Így a nagy felbontás elősegíti új kombinációk detektálását és vice versa, alacsony felbontási szint, extrém esetben, csak egyetlen guild kombinációt eredményezne. Másrészről, a magasabb taxonómiai szintű vizsgálat biztosítja a nagyobb valószínűséget, hogy legalább egy faj bármely csoportból beleessen, ezért a megfigyelt guild kombinációk szorosabban közelítik a maximálisan lehetséges fajkombinációkat (5.15 táblázat). Ebben a vizsgálatban, a megfigyelt guild kombinációk a lehetségesnek a felét érték el. Ezzel ellentétben, viszonylag nagy számban voltak olyan guildek, amelyek nem tartalmazták az összes fajt. A guild kombinációk száma általában a lehetséges kombinációk felénél kevesebb volt (5.13 táblázat). A bruchida guild esetében a leggyakoribb variáció 2 faj volt (5.13 táblázat), ami a Bu. venustus és Bu. libanensis relatív gyakoriságának köszönhető.

Ami a pre-DMP guild szerveződését illeti, a null-modelltől szignifikáns eltérés nem volt (5.13 és 5.15 táblázatok), jelezvén, hogy a guildek nem kompetitíve szerveződtek. Azon közösségekben, ahol a kompetíció szervező erő, ott a C-indexnek szignifikánsan nagyobbnak kell lennie, mint a véletlenszerűen várható. Valószínű, hogy állandó sor és oszlop összeg feltétellel végzett randomizálás esetén nem lehetséges család-szinten kompetíciót detektálni, mivel az adatösszevonás következtében lényeges variabilitás veszteség keletkezik. A guild szerveződést tehát sem faj-, sem család-szinten nem befolyásolta a fajok közötti verseny. Ennek ellenére, a Bu. venustus és Bu. libanensis, a két leggyakoribb bruchida-faj közötti jelentős forrás átfedés mégis magában foglalhat versenyt is. Ugyanakkor a forráshasználat mennyiségi vizsgálata azt mutatta, hogy, bár a forrásuk közös, igen sok termés marad érintetlenül (lásd az 5.1 részt). A parazitoid közösségekhez hasonlóan (Hawkins & Mills 1996), a bruchida pre-DMP guild is nem telített közösség része és, hogy egyedi forrás egységek (termések és magvak) felhasználásra kerülnek-e vagy sem, nagyban esetleges. Még ha a versenyt bizonyítani lehetne is, az nem szükségszerűen jelentené azt, hogy ez az erő uralja a közösség szerveződését (Simberloff et al. 1999). A magyarázat a látott mintázatot illetően másutt is kereshető.

93 5 Közösség ökológia

Az együtt-előfordulási mintázat esetleg verseny eredménye, ha a guild-tagok ritkák, vagy nagyon specializáltak (pl. növényi szövet szinten). Ezt a fajok guildbe sorolásakor is figyelembe kell venni. Három bruchida-faj (Bu. venustus, Bu. libanensis, és Bu. occidentalis) csaknem teljesen monofág, mivel gyakorlatilag szinte csak a V. tenuifolia-ban fordulnak elő, és csak ritkán használnak egy másik gazdanövényt, a V. cracca-t (Jermy & Szentesi 2003), melynek az időbeli elérhetősége még hozzá lényegesen eltér. A negyedik faj, Bu. brachialis, nagyon ritka a V. tenuifolia-n, mert a fő tápnövénye a V. villosa. A jelenléte/hiánya jelentősen befolyásolja a guild kombinációkat. Bizonyos mértékig ugyanez igaz a Bu. occidentalis-ra is ritkasága következtében. Így, egyfelől a ritka fajok hiánya (akár monofágia egy másik növényen vagy alacsony abundancia következtében) tévesen jelezheti a versenyt ezek és más guild-tagok között. Másfelől, a ritkaság befolyásolja az eredményeket, mert a tér-időbeli felbontási szint meghatározza, hogy melyik fajkombináció lehet jelen a mintákban. A ritka faj jelenléte csak intenzívebb mintázással növelhető.

Az a véleményünk, hogy a taxon-guildek tagjai, szorosan rokon fajok lévén és nagyon szűk gazdaspektrummal (monofágia, szűk oligofágia) rendelkezvén, obligát guild-formáló fajoknak tekinthetők. A fajokat ugyanazon forrás használatának a kényszere hajtja a guildbe a relatív abundanciájuk szerint. Az ilyen guildek száma magas kell, legyen, mert a specializált herbivor rovarfajok aránya közel 80 % (Schoonhoven et al. 1998). Példaként említhető, hogy a Brassicaceae fajokon élő fitofág guildek szerveződésében a növény családra jellemző specifikus kémiai anyag fontos faktor volt (Frenzel & Brandl 1998), ugyanakkor a közönséges levél anyagok (nitrogén, víz, cellulóz és lignin) erdei fajok guild összetételét nem befolyásolták (Peeters 2002). A guild-tagok azonban nem szükségszerű, hogy versenyezzenek (Rathcke 1976, Lawton 1984b, Strong 1984, Kaszab 1962). Hawkins & MacMahon (1989) hangsúlyozza, hogy a generalista fajok gyakran destabilizálnak guildeket. Még abban az esetben is, amikor a versenyt lényegesnek tartották a fitofág guild-tagok között, nem bizonyult az egyetlen szervező erőnek (Zwölfer & Stadler 2004).

Egyike a hatásoknak, mely variabilitást eredményez a guild összetételben a mikrohabitat sajátosságok iránti igény (Joern & Lawlor 1981). Mi azt találtuk, hogy a Bu. venustus egyformán preferálja a napos és árnyas V. tenuifolia élőhelyeket, ugyanakkor a másik három faj szignifikánsan abundánsabb volt az árnyas helyeken. Az a faktor, ami eltérő mikrohabitatok választására kényszerítette őket, nem a parazitoidok nyomása volt, mert ezek még fokozottabb mértékben voltak jelen az árnyékos foltokban.

Ez a tanulmány tehát azt mutatja, hogy nem az interspecifikus verseny, hanem egyéb tényezők befolyásolják a szerveződési folyamatokat és a vizsgált guild-tagok véletlenszerűen szerveződnek. Interspecifikus versenyt nem tudtunk kimutatni, ugyanakkor a táplálkozási specializáció és a mikrohabitat preferencia kellően megmagyarázza a guild-tagságot. A kompetitív viszonyok szerepét a guild szerveződésben általában nem kívánjuk tagadni, szerepe azonban függhet attól a közösségtől, amit vizsgálunk.

94 6 Evolúció és stratégia

6 Magpredátorok és gazdanövényeik evolúciós kapcso- latai és stratégiái

6.1 Leguminosae magvak és bruchida-fajok méretviszonyai: eloszlási mintázatok és evolúciós kérdések

A tárgyalás alapjául szolgál: Szentesi, Á. & T. Jermy. 1995. Predispersal seed predation in leguminous species: seed morphology and bruchid distribution. Oikos 73, 23-32. c. munkája.

Bevezetés és célkitűzések

A téma tárgyalása alapvetően Szentesi & Jermy (1995) koncepciója szerint történik, azonban újabb adatok felhasználásával teljes átdolgozásra került. Erre azért volt szükség, mert a cikk megírása és megjelenése óta eltelt több mint 10 év alatt jelentős számú mintával bővült a Leguminosae termés-gyűjteményünk, újabb bruchida-fajokat sikerült megtalálni, újabb tápnövény adatokhoz jutottunk, a korábbi adatok jelentős részét pedig ellenőrizhettük. Ezáltal lehetővé vált egy hasonló indíttatású, de jóval szélesebb adatbázison nyugvó értékelés elvégzése. Jelentős különbségek is vannak a korábbi megközelítéshez képest.

A munka elvi alapját az a régi megfigyelés (Bridwell 1918, citálja Center & Johnson 1974, Janzen 1969) adja, hogy a mag mérete és alakja döntő jelentőségű a magvakban fejlődő (endofág) magfogyasztó rovarok számára. A testméret olyan egyedi életmenet komponens, amely összefüggésben áll a túléléssel és szaporodási képességgel (fekunditás).

Janzen (1969) a magméret (amely ebben az esetben a magtömeget jelentette) és az endofág magfogyasztó rovarok kapcsolatát vizsgálva, fás-szárú közép-amerikai Leguminosae fajoknál, azt találta, hogy azon növényfajok magjai, melyeket a bruchidák fogyasztottak, szignifikánsan kisebbek voltak, mint azokéi, melyekben nem éltek a bogarak. Feltételezte, hogy a bruchidák által fogyasztott fajok – védekezésként – kisebb magméretek felé evolválnak. Explicite kifejtette (Janzen 1983, p. 645), hogy „… a magpredátorok és diszperziós szervezetek kétségtelenül részét képezik azoknak a szelekciós erőknek, melyek a magméretet meghatározzák.” Ezzel, de más nevezetes jelenségek, mint a „makkos évek” (masting) és a magpredátor szatiáció útján, melyeket Janzen szerint szintén a magfogyasztó rovarok hatására evolváltak a növények, mintegy megszabadulnak fogyasztóiktól, mert azok nem képesek kisebb magvakban kifejlődni, vagy ha igen, akkor a testméret csökkenésével egyidejűleg fekunditásuk is jelentősen csökkenhet. E folyamat eredményeként a növény mintegy megszökik endofág fogyasztói elől. Az a megfigyelés, mely szerint a mag morfológia és a kémiai tulajdonságok erőteljesen befolyásolják a bruchidák általi fertőzési mintázatokat, a problémakört a koevolúciós gondolkodás mintapéldájává tette (Janzen 1969 és később, Center & Johnson 1974, Rosenthal & Janzen 1979, Labeyrie 1991 és mások).

Janzen feltevésével ellentétes következtetésre jutott már Ernst et al. (1989) is a magméret és a bruchida eloszlás tekintetében. De az említett további növényi válaszok (masting stb.) a magfogyasztók szelekciós nyomása eredményeként való jelentkezését is megkérdőjelezték (Waller 1993). A jelen vizsgálatban, első alkalommal a mérsékelt égövi endofág magpredátorok esetében, mi is azt bizonyítjuk, hogy a bruchida MP-k nem befolyásolják gazdanövényük

95 6 Evolúció és stratégia magméretének evolúcióját, de kolonizációs folyamatukat erőteljesen meghatározzák a magvak morfológiai paraméterei.

A magméret csak egyike azoknak a faktoroknak, melyek limitálják az MP-k magvakhoz való hozzáférését és azok használatát táplálék forrásként. A magvak kémiai anyagai, akár a termésfalban, akár a maghéjban vagy éppen az endospermiumban, jelentős hatást gyakorolhatnak a fogyasztóra (lásd a 3. fejezetet). Az MP-k magméretre gyakorolt szelekciós hatásának előfeltétele, hogy a növények magméret varianciát, az MP-k pedig preferenciát mutassanak bizonyos magméretek irányában. Az előbbire nézve természetesen sok adat van, az utóbbira szinte semmi (Willson 1983). Továbbá, a mérsékelt égövi Leguminosae fajok és MP-ik kapcsolatának feltétlenül figyelembe veendő specifikus vonása, hogy az MP-k többsége a tojásaikat a termésfalra rakja abban az időszakban, amikor azokban még éppen csak fejlődésnek induló magkezdemények találhatók. Vagyis kérdés, hogy az MP-k általában képesek-e a magméretre szelekciós nyomást gyakorolni, mert nincs, vagy csak rendkívül csekély lehetőségük van a lárva által elfoglalásra kerülő mag méretének megválasztására. [A tárgyilagosság megkívánja azt a megjegyzést, hogy egyes esetekben (pl. Laburnum anagyroides és Bruchidius villosus) a nőstények tendenciózusan a nagyobb termésekre és azokon is a jobban kiszélesedett, tehát a fejlődésben előrehaladottabb, magkezdemények közelébe raknak tojásokat (Szentesi 2006).] A fejlődő mag kémiai összetevőinek állapotáról, a leendő magméretről azonban szinte semmi információval sem rendelkezhetnek. Mi több, a magkezdemények jelentős része a fejlődés során abortálódik (lásd a 4. és 5. fejezeteket), melynek többféle oka is lehet (Stephenson 1981), tehát a lerakott tojásokból kelő L1-k egy jelentős része eleve pusztulásra van ítélve.

A Leguminosae fajok gyűjtése és a magvakat fogyasztó rovarfajok kinevelése során, kiemelve a bruchida fajokat, azt tapasztaltuk, hogy egyes fajokra nézve (pl. Bruchidius marginalis az Astragalus glycyphyllus-ban, a Bi. varius egyes Trifolium-fajokban vagy a Bi. pusillus a Coronilla varia termésében) a magalak jelentős hatással nem lehet, mert abban az esetben, ha az adott mag, melyben a lárva fejlődik, nem szolgáltat elegendő tápanyagot a kifejlődéshez, akkor a lárva ugyanazon a termésen belül átvonul egy másik maghoz és azt is elfogyasztja (saját megfigyelések, Hoffmann et al. 1962). Más Bruchidius és a Bruchus fajok erre nem képesek, a teljes lárvafejlődés egyetlen magban zajlik le, ezért annak mérete fontos lehet a kifejlődő adult méretének meghatározásában.

Ilyen kérdés nem vizsgálható anélkül, hogy a filogenetikai és ökológiai hatótényezőket ne választanánk szét (Harvey & Pagel 1991). Ennek az az alapja, hogy a bruchida fajok egymással leszármazási viszonyban állnak, ezért bizonyos fenotípusos jegyek, mint testalak és méret, melyek jelentősen variálhatnak ugyan, mégis csak faji sajátosságok. Ugyanígy, a növényi források, melyeket használnak, rokonsági viszonyban lehetnek. Felvetődik a kérdés, hogy mennyiben határozza meg a bruchidák testméretét és alakját egy olyan ökológiai tényező, mint a gazdanövény magalakja, mely jelentős mértékben variálhat a tápanyag ellátottság, kitettség, más növények általi verseny stb. révén, és viszont, egy adott magalak használata tekintetében szétválnak-e a bruchida génuszok, vagy pedig véletlenszerű az előfordulásuk. A természetes növényi rokonsági besorolás (Tutin et al. 1968, Lewis et al. 2005) az egyes tribuszokban hasonló alakú magvak együttesét eredményezi, továbbá a rokon növény-tribuszokat szintén-rokon bruchida fajok fogyasztják. Ezért a hipotézis szerint jelentős egyezést várhatunk a két résztvevő között a rokonsági eloszlások következtében. Ugyanez a kedvező helyzet jelent egyben problémát is, amennyiben a filogenetikai hatások (a bruchida fajok rokonsági viszonyai) és az ökológiai vonások (pl. a magmérethez való alkalmazkodás) együtteséből nem tudjuk megmondani, hogy melyik oldal a meghatározó. A hasonló testméret lehet a rokonság

96 6 Evolúció és stratégia következménye és fordítva, nincs a rokonsági viszonyoknak hatása, a testméretet a mag mérete határozza meg.

Harvey & Pagel (1991) felfogását az 1990-es évek közepén az ausztrál Mark Westoby köré gyűlt csoport kritizálta élesen (Westoby et al. 1996, Leishman et al. 1995 és további munkáik). Westoby és munkatársai elsősorban a növényi magtömeg evolúciós ökológiáját vizsgálva fejtették ki véleményüket: mindkét felfogásban közös elv az un. filogenetikai niche konzervativizmus, amely egyszerűsítve azt írja le, hogy azon élőlény-vonalaknak, amelyek valamely niche-viszonylatban sikeresek voltak, az utódaik is ugyanazt vagy hasonló niche-t foglalnak el. Emiatt egy tulajdonság esetében azt várhatjuk, hogy filogenetikai és ökológiai korrelációkkal egyaránt rendelkezik. Ezért értelmetlen különféle statisztikai és más módszerekkel a kétféle hatást szétválasztani és azok külön részesedését meghatározni. Ez a vita nagyrészt akkor zajlott, amikor a most tárgyalandó cikkünk éppen megjelenés alatt állt, ezért figyelembe vettük a bírálók azon igényét, hogy a filogenetikai és ökológiai hatások szétválasztását végezzük el.

Ezen kívül a következő további célkitűzéseket is vizsgáltuk: 1. A mag morfológia növényi tribusz, ill. faj-szinten korrelál-e a bruchida fogyasztási mintázatokkal? 2. A mag morfológiai sajátosságok megosztják-e a forrásokat a bruchida taxonok között? 3. A bruchida test morfológiai (méret) paraméterei megfelelnek-e a hasonló növényi adatoknak? 4. Van-e evolúciós kapcsolat a bruchidák és a magméret és -alak között?

6.1.1 Anyagok és módszerek

A Leguminosae fajok mintáinak gyűjtését és kezelését lásd az Appendixben.

Egyik legfontosabb módszerbeli különbség az, hogy – a korábbi (Szentesi & Jermy 1995) feldolgozáshoz képest – a jelenlegi újraszámolásnál irodalmi adatokat nem vettem figyelembe egy adott növényfaj és bruchida kapcsolatánál. A cikk megjelenése óta eltelt időszak alatt gyűjtött újabb mintákat is feldolgozva, kiegészítettem azt az adat állományt, amelyből a korábbi számításokat végeztük. A korábbi adattáblázat 110 növényfaj magparamétereit tartalmazta, a jelenlegi 151 fajét. Ez a magyar Leguminosae flóra kb. 75 %-át jelenti. A jelenlegi analízishez csak az általunk gyűjtött mintákból származó információkat használtam fel (6.1 táblázat). Nem vettem figyelembe a termesztett pillangós növényeket és a bennük élő zsizsikfajokat sem, mert az emberi szelekciós tevékenység egyre növekvő magméreteket produkált az idők folyamán. A janzeni elmélet vizsgálatának pedig éppen a magméret és bruchida-méret megfeleltetése a célja, nem lehet tehát az értékelés alapja egy mesterséges rendszerben kialakított viszony. Belekerültek viszont azok a növényfajok, melyek bár behurcoltaknak minősülnek, napjainkra meghonosodtak a Kárpát-medencében (Gleditsia, Robinia, Amorpha, Petteria, Spartium, Cercis, Sophora, Cytisus, Caragana, Gymnocladus, Wisteria), vagy arborétumokban folyamatosan jelen vannak (Halimodendron, Cladrastis) és hazai magfogyasztó rovarfajok alkalomszerűen vagy rendszeresen – kevés kivétellel – előfordulnak bennük. (A teljes lista az Appendixben található.)

A gyűjtemény adatai alapján képzett adattáblázat csak magméreteket és az egyes fajokban előforduló bruchida test-paramétereket (szárnyfedő-hossz, szárnyfedő-szélesség, tor-hossz és testmagasság), a megfelelő növény-kódokkal (faj, nem, klád és tribusz) ellátva, a növényben általunk talált bruchida-fajok számát, azonosítási kódját stb. tartalmazta.

97 6 Evolúció és stratégia

A magméretek felvételezésekor a saját gyűjtött mintákat, a még nem gyűjtött fajok esetében (Ornithopus sativus, Vicia lutea, egyes Coronilla-fajok) arborétumok maggyűjteményeiből kapott mintákat használtunk fel. Törekedtünk arra, hogy legalább 35 mag axonometrikus adatait és tömegét megmérjük. A magvak méretét és tömegét az Appendixben leírtak szerint mértük. A magvak térfogatát a közleményben leírt, a mag alakjához idomuló eljárás szerint (lásd részletesebben Szentesi & Jermy 1995) a jelenlegiben nem határoztam meg. A térfogat hagyományos kiszámítását (tehát a 3 axonometrikus méret összeszorzását) sem használtam abból a megfontolásból kiindulva, hogy a valós térfogattól jelentősen eltérnek (ui. a magvakat egy tégla- vagy hasonló testalakban helyezik el, miközben jelentős térfogatot adnak hozzá a csúcsokon).

A mag és a bruchida testalak (gömbölydedség vagy lapítottság) jellemzésére a közleményben leírtaknak megfelelően továbbra is a legkisebb és legnagyobb méret hányadosát tartottam legalkalmasabbnak. Annak biztosítására, hogy az arány a megfelelő méretekből kerüljön ki, a méretfelvételt standardizáltam (lásd az Appendixet).

A bogarak testméretét nem csak faji, hanem tápnövény-szinten is megkülönböztettem, mert ugyanazon bruchida faj egyedei, természetes méretvariációjukon kívül, jelentősen eltérő méreteket érhetnek el a különböző tápnövényekben való fejlődés következtében. A lemért magvak számának megfelelő számú bruchida testméreteinek felvételére törekedtem, ez azonban nem volt minden esetben lehetséges, mert az egyes tápnövényekből néha igen jelentős egyedszám különbségekkel keltek. Ennek egyik oka a bruchida faj általános ritkasága, egy másik lehetséges ok, a tápnövények közötti alkalmassági különbségek voltak. Emiatt a lemért egyedek száma 1 és 35 között változott. A lemért testparaméterek közül a szárnyfedő- és torhossz összegét tekintettem a testhossznak. Ez a fej hosszával rövidebb, mint a valóságos testhossz, a fej méretének figyelembe vételére azonban nem volt lehetőség (lásd az Appendixet).

A bruchida-méretekkel való korrelációkban (Pearson r2, ill. r és a hozzátartozó szignifikancia számítás, Statistica 6.0, Többszörös Regresszió Modul), a térfogat helyett a magtömeget és az egyedi méreteket (hosszúság, szélesség és magasság) használtam. A mag- és testméretek összehasonlításkor a faj-szintű értékelésen kívül indokoltnak látszott a növényi tribuszok szintjén összevonásokat tenni. Egyrészt, nem volt értelme a génusz-szintű analízisnek, mert ez egy indokolatlanul heterogén és nehezen magyarázható képet adott, másrészt azokban az esetekben, ahol csak egyetlen faj képviselte a génuszt, nem volt lehetőség összehasonlításra adat hiányában. A magméret és testméret összehasonlítására, homogenitás vizsgálatok után, ANOVA-t és post hoc Scheffé-tesztet használtam.

Az ökológiai vs. filogenetikai hatás vizsgálatát a következő módon végeztem: a magméretekből klaszter analízisek (teljes lánc vagy Ward-féle módszer, valamint négyzetes euklidészi távolság) alkalmazásával 4-4 csoportot képeztem. [Azért 4 csoportot, hogy ezekbe a számítások céljából több Bruchus, ill. Bruchidius faj is beleessen, mert valamelyik hiánya nem tette volna lehetővé az ANOVA analízist. Minél több csoportot jelölünk meg, annál kevesebb bruchida lesz jelen egy-egy csoportban, de az így nyerhető információ nem növekedik. Bár a magméret egy florisztikai analízisben elméletileg folytonos változó, mégis jelentkeznek bizonyos határok, melyeket az algoritmus csoportokként különböztet meg.] Egy ilyen példát mutat be a 6.3 ábra. Ezek a magalak esetében a gömbölyded és a hosszúkás lapos forma, a méretek esetében a nagyobb és kisebb magvak közötti átmeneteket formálták. Ezután a 4-4 csoporthoz hozzárendeltem a bruchida-fajokat megfelelő paramétereik alapján és az adatsort kétféle szempontból kódoltam: a klaszter csoport számával, és a bruchida génusszal (Bruchus, Bruchidius, Acanthoscelides és Megabruchidius). Végezetül ezekkel az adatokkal egy-utas

98 6 Evolúció és stratégia

ANOVA-t számoltam két „irányból”: (a) miként rendeződnek el a bruchida génuszok tagjai a klaszter csoportok mentén és, (b) miként viszonyulnak egymáshoz egy-egy méretparaméter szerint a bruchida génuszok egy klaszter csoporton belül? Adat-transzformációkat nem kellett végezni, mert az esetek túlnyomó részében a Levene-féle homogenitás teszt nem volt szignifikáns.

6.1.2 Eredmények és tárgyalásuk

Magméret és bruchida-faj eloszlás A magtömegeket, növényfaj szinten, az Appendix App-1 táblázata közli. A vizsgált 151 magyarországi Leguminosae-faj magtömeg gyakorisági eloszlását a 6.1 ábra mutatja. A legtöbb (68) faj magtömege a 1-10 mg tömegosztályba esik. A tribusz-szintű összevonások alapján (6.2 táblázat) jelentős különbségek adódnak magtömeg, maghossz és magalak tekintetében. Míg a Millettieae tribusz (Wisteria) a rendkívül lapos magvakkal, a Fabeae tagjai a nagymértékben gömbszerű magvakkal tűntek ki.

A bruchida fajok eloszlása azon Leguminosae-fajok magtömeg osztályai között, amelyekben fejlődnek (6.2 ábra) azt mutatta, hogy nem a leggyakoribb (1-10 mg) magtömeg osztályban található a legtöbb bruchida-faj. Szignifikánsan több Bruchus és Bruchidius fejlődik a 10-100 mg közötti tömeg kategóriában. Ez önmagában is érv Janzen feltételezése ellenében.

Általános összefüggések a magméret és bruchida testméret között A gyűjtött Leguminosae mintákban rendszeresen előkerültek kiugróan kis méretű bruchida adultok. A csoporton belüli jelentős méretvariációt a korai irodalmi adatok (pl. Bridwell 1918) is említik, a jelenséget mégis inkább tenyészthető fajok esetében vizsgálták rendszeresen (Desroches 1983), melyet a táplálék elérhetőségére és intraspecifikus versenyre vezettek vissza. Egyetlen extrém példát kiemelve, a Bruchidius villosus Laburnum anagyroides-ben fejlődött egyedei átlagosan 3 mm, a Genista pilosa-ból kelt egyedek pedig 1,7 mm testhosszúságot mutattak (6.1 táblázat). A Bruchus libanesnsis és Bu. occidentalis egyaránt előfordul Vicia tenuifolia-ban és V. cracca-ban. A 6.3 táblázat példaként közli, hogy testhosszuk szignifikáns különbségeket és varianciát mutat aszerint, hogy melyik növényfaj magjaiban fejlődnek. Ugyanakkor az is látszik, hogy a méret változtatás képessége nem azonos a két fajnál és genetikai komponense is lehet.

A testméret időben is változhat ugyancsak a fenti okoknál fogva. A Bruchus pisorum évek és ivarok szerinti testméret eloszlása (6.4 táblázat) az évek (az elvetett borsófajta magméret kényszereinek) meghatározó szerepét tükrözi. A GLM faktoriális ANOVA ugyanis minden minta esetében az évet jelölte meg a testméret szignifikáns meghatározójaként (lásd a táblázat alján), míg az ivarnak (így a kettő kölcsönhatásának) sem volt szerepe ebben. A testhossz (elytrum és torhossz összege) varianciája az összes évre 0,024 mm volt.

A gyűjtött Leguminosae anyagból kikelt és lemért imágók két fontos testparamétere (testhossz és testalak) a Bruchidius (30 növényfajból) és Bruchus (23 növényfajból) génuszok között a várakozásoknak megfelelően alakult: a Bruchidius génusz fajai kisebb testhosszúságúak és ez a méret szignifikánsan különbözik a Bruchus fajokéitól (2,35 ± 0,02 mm, N= 513 vs. 3,01 ± 0,02 mm, N= 674, tszám.= 26,4193, df= 1, 1185, p< 0,0001. A testalak (gömbölydedség) ezzel szemben nem különbözött: Bi.= 0,4759 ± 0,0022, N= 209, vs. Bu.= 0,4787 ± 0,0012, N= 380, tszám.= 1,2317, df= 1, 587, p= 0,2186.

99 6 Evolúció és stratégia

A növényi tribusz-szinten értékelt bruchida testhossz-méretek azt mutatták, hogy míg a Bruchus testhossz (3,06 ± 0,02 mm, N= 569, a maghossz 77 %-a) a Fabeae magméretnek (3,98 ± 0,05 mm) megfelel, addig a Trifolium fajok magjához (2,5 ± 0,08 mm) kevéssé illik az a viszonylag nagy Bruchidius méret (2,28 ± 0,03 mm, N= 95, a maghossz 91 %-a), mely ezeknek a fajoknak a magjában fejlődő bruchidák átlagos testhossza. Ez arra hívja fel a figyelmet, hogy az ezekben a fajokban fejlődő bruchidák több magot fogyasztanak el a fejlődés folyamán, és ezáltal függetlenné válik testméretük a magmérettől (Hoffmann et al. 1962). Ez az összefüggés egy további érv a Janzen bruchidák elleni védekezést célzó, a kisebb magméret felé haladó evolúciós elmélete megcáfolására (Janzen 1969).

A magvak méretbeli sajátosságainak (térbeli kiterjedés és magtömeg), valamint a bruchidák hasonló vonásainak (a különféle testméretek és a test gömbszerűségének mérőszáma) korreláltatása több összefüggést világít meg. A bruchida fajok túlnyomó többsége egyszerű testhossz arányosságot mutat a magvak hosszával (6.4 ábra), ahogy ez emelkedik, úgy a testhosszok is követik, a kisebb maghosszhoz pedig kisebb testhossz tartozik. Összességében a ponteloszlás „lefelé torzult”, ami azt jelenti, hogy a magvak mérete kissé gyorsabban növekedik, mint a magfogyasztókéi. Kiválik ellenben 4 csoport, melyek nem követik ezt a tendenciát. Kettő ezek közül (az ábrán A és B) a maghossz jelentős növekedése ellenére sem növeli a testhosszt, a másik kettő (C és D) esetében a helyzet éppen ellentétes, a maghossz jelentősen nem változik, a testhossz ennek ellenére viszonylag nagy, az átlagnál mindenesetre jóval nagyobb. Ezek a csoportok külön-külön a következő fajokat foglalják magukban: Az A körbe a Callosobruchus chinensis tehénborsóban (Vigna unguiculata) fejlődött egyedei kerültek. Bár a mag mérete miatt testhossz-korlátozásra nem kényszerül, mégis kisebb a babban fejlődő egyedekéinél. A B csoportba az Acanthoscelides obtectus és C. chinensis tartozik, melyek – néhány raktározott pillangós magjában élő folyamatosan szaporodó fajok – egy-egy magban többedmagukkal is kifejlődhetnek, mert a gazdanövények magjai (Phaseolus vulgaris, P. coccineus) a saját test- tömegükhöz képest óriásiak. A C csoport a borsóban élő Bruchus pisorum-ot jelöli, amely egyike a Magyarországon megtalálható legnagyobb fajoknak és testmérete összhangban van a táplálékul szolgáló mag méretével. A D csoportban egy Magyarországon néhány éve megjelent nagytestű bruchida tartozik (Megabruchidius tonkineus, Jermy et al. 2002), amely a lepényfa, Gleditsia triacanthos, magjában él. Az összefüggés rávilágít arra, hogy a bruchida lárvák, sok esetben, korántsem növekednek olyan kényszerfeltételek közepette, amely a mag endospermium 100 %- os kihasználását követelné meg [pl. a Bi. villosus az endospermium kb. 26 %-át nem fogyasztja el (Szentesi 2006)]. Ha ez így lenne, a pontok az ábrán a 45-fokos vonal mentén rendeződnének. Ezt a helyzetet csak egyetlen faj, a tonkini óriászsizsik (D csoport) közelíti meg. Hasonló, de nem ennyire világos, összefüggés állapítható meg más testméretekkel készült korrelációkra is.

A mag és a bruchida test lapítottsága vagy gömbölydedsége között természetes pozitív összefüggést várnánk, mert a három dimenziójában kiterjedtebb mag hasonlóan megnövekedett testméreteket eredményezhet. Az erre vonatkozó 6.5 ábra egy esetben, a harmadlagos (lásd a magyarázatát a 6.1 táblázatban) bruchida magfogyasztóknál ellenkező összefüggést mutat.

Specifikus eredmények és tárgyalásuk Janzen (1969) hipotézise értelmében a bruchidák által nem fogyasztott növényfajok magtömegei szignifikánsan nagyobbak, mint azokéi, melyeknek van bruchida magpredátora. A mi eredményeink nem erősítik meg ezt az állítást és ennélfogva azt a hipotézist sem támogatják, mely szerint a kisebb magvak olyan növényi stratégiát tükröznek, melynek során a növény „megszökik” fogyasztója elől a méret csökkentése által (mely ugyanakkor lehetővé teszi a magszám növelését). Az összes bruchida fajt tekintve a magméretek a tribuszok 50 %-ában voltak szignifikánsan nagyobbak, ha bruchida fogyasztotta a magvakat, míg a 6 tribuszból 2-ben

100 6 Evolúció és stratégia nagyobbak, ha bruchida nem élt a növény fajban (6.5 táblázat). A termesztett, arborétumi és két extrém nagymagvú behurcolt fajt (Wisteria és Gymnocladus) kihagyva, mind az alapadatokkal, mind magtömeg átlagértékekkel számolva, azon fajok magjai szignifikánsan nagyobbak, amelyekben él bruchida (6.5 táblázat). Hasonlóan, a magalak is azt tükrözte, hogy a magvak szignifikánsan gömbölyűbbek 5 tribuszban (6-ból) azokban a növény-fajokban, melyekben nem él bruchida, szemben azokéival, ahol él (6.6 táblázat). Az a lényegi különbség, amely a két fő bruchida génusz maghasználatában fennáll, összemosódik, ha a két génuszt egybevesszük, ezért külön kezelve őket kiderül (6.7 táblázat), hogy a Bruchus-fajok szignifikánsan nagyobb magtömegű, de kevésbé gömbölyű, a Bruchidius-fajok pedig szignifikánsan kisebb tömegű, és laposabb magvakban élnek, azoknak a magvaknak a tömegéhez és alakjához képest, amelyekben a génuszok nem élnek a tápnövény körükön belül (Fabeae tribusz ill. az összes többi tribusz). A Bruchus-fajok esetében a nem fogyasztott magvak 21,5 %-kal kisebb tömegűek, a Bruchidius- fajoknál viszont a fogyasztottak kisebbek 43,7 %-kal. Az utóbbi azonban nem csökkenti az eredményeink érvényességét, mert a Bruchidius-fajok között több olyan ismert (lásd a 6.1 fejezet bevezetését), amikor a lárva néhány magot elfogyaszt fejlődése során, melyek méretük szerint egyenként nem lennének elegendőek ehhez. Tekintettel arra, hogy ezek nagyobb része a kismagvú Trifolium-fajok közé tartozik, az átlag tömegek alacsonyak.

A mérsékelt égövi (szorosabb értelemben kárpát-medencei) Leguminosae növényfajok nem mutatnak arra nézve vonásokat, hogy a magtömegeik kisebbek lennének abban az esetben, ha bruchida magpredátorok szelekciós nyomása alatt vannak. A magtömeg, de valószínűleg egyéb magméret paraméterek is tehát olyan növényi karakterek lehetnek, melyek függetlenek a bruchida fertőzéstől. Az is természetes, hogy nem valamennyi méretében alkalmas magban élnek bruchidák. Ennek azonban számtalan egyéb oka is lehet, mint arra az értekezés más fejezetei is rámutatnak. Megjegyzendő, hogy Center & Johnson (1974), Boe et al. (1988), Boe & Wynia (1985) sem talált olyan összefüggést a magméret és magpredátor méret között, ami Janzen elméletét támogatta volna.

A meghatározó tényezők, melyek a bruchidák eloszlását a növényi magvak használatában befolyásolják az ökológiai környezet és a bruchida rokonsági kapcsolatok. A két hatás szétválasztására irányuló vizsgálat két testméret paraméter (test szélesség és hosszúság) esetében az ökológiai faktorok (a mag alakjának) fontosságát mutatta ki (6.8 táblázat). Ez azt jelenti, hogy a rokonsági viszonyok csak kis mértékben szólnak bele (lásd a táblázat 2. és 3. részében egy-egy kivételt). Ezekben az esetekben is látható, hogy egymással rokonságban nem álló és valószínűleg korábban szétvált csoportokat (Bruchus és Megabruchidius, illetve Bruchus, Bruchidius és Acanthoscelides) jellemző bélyegekről van szó. Az 6.7 és 6.8 táblázatok arra is utalnak, hogy a magtömeg/méret/alak az egyik olyan tényező csoport, amely közre játszik abban, hogy a bruchidák nem random módon kolonizálják a Leguminosae család fajait azokon a tribuszokon belül, melyekben egyáltalán előfordulnak.

A kolonizációt azonban egyéb faktorok is befolyásolják. Ezek között is kiemelkedő a növényi kémia szerepe. Sokféle vizsgálat irányult és jelenleg is irányul a Leguminosae fajok fitokémiai sajátosságainak megismerésére. Szembetűnő volt és napjainkban is az, hogy a legtöbb vizsgálat száraz magvak kémiáját kísérelte meg feltárni (Janzen 1969, 1977b, Rosenthal & Janzen 1979 és mások). Míg a szubtrópusi és trópusi bruchidák közül több faj valóban a már elszáradt termés magjaira, vagy már más fajok által hozzáférhetővé tett magvakra (Janzen 1971), addig a mérsékelt égövi fajok a zöld termésfalra helyezik tojásaikat. Emiatt a növényi kémiai profil teljességgel eltérő lehet, mint ahogy azt például Szentesi & Wink (1991) a Laburnum anagyroides fiatal, éredő és érett termésfalában található kinolizidin alkaloidok kompozícionális változásában kimutatta. Azt az elsődleges fontosságú kemoszenzorikus stimulust, amely a

101 6 Evolúció és stratégia tojásrakás folyamatát szabályozza a bruchida nőstényeknél, az éretlen termésen kell tehát keresnünk. Ilyen faktorokban kellene keresnünk az okát annak is, hogy a méretben egyébként megfelelő (> 5 mg magtömegű) magvakat termő Leguminosae fajokat, melyek száma ebben a vizsgálatban 33 (21,9 %, 19,5 ± 0,6 mg magtömeg, átlag ±SE), miért nem kolonizálják bruchidák? A kémiai oldalt sem lehet azonban egyoldalúan felelőssé tenni a fogyasztó szervezetek hiányáért. Például az angol flóra Apiaceae fajai esetében Jones & Lawton (1991) nem tudott a fitokémia és a herbivor rovar kolonizáció között korrelációt kimutatni. Más növényi vonások is fontosak lehetnek, azonban ezek éppen annyira ellentmondásosak, mint az előbbi. A termés szőrözöttsége például egyes esetekben fontos lehet a tojásrakás megakadályozásában (Astragalus cicer, Vicia hirsuta), mások esetében (Cytisus hirsutus, Genista pilosa, Lathyrus hirsutus, Vicia pannonica) egyenesen stimulatív jelzőingerként funkcionálhat az adaptált bruchidák számára. Egyéb növényi tulajdonságok (a termésfal rétegeinek keménysége, hiperszenzitív reakciója stb.) is hasonló hatású lehet.

Evolúciós meggondolások Mint az ismeretes (pl. Jakobsson & Eriksson 2000), a magméret és a magszám trade-off viszonyban áll. Hasonló viszony áll fenn a magméret és diszperziós képesség között is. Valamennyi anyai ráfordítás, ezért érthetően ellentétes szelekciós hatások alatt alakuló tulajdonságokról van szó, amelyek további eseményeket, a mageltemetődés sebességét, csírázási képességet, a csíranövény méretét stb. is befolyásolják a habitat minőségétől függően. Az is nyilvánvaló, hogy a méretcsökkentés az anyanövény részéről csak egy határig lehetséges, amikor a csíranövények kikelése és fennmaradásuk még nem válik lehetetlenné egy kompetitív környezetben. A magtömeg evolúciójában fontos szerepet feltételező állati diszperziós, vagy a fogyasztás miatti szelekciós hatásokkal ellentétben, az újabb eredmények (Moles et al. 2005) azt mutatják, hogy a magtömeg evolúciója sokkal inkább a növényi növekedési formák változásával kapcsolatos, mint bármely más, a növényt érintő hatással (földrajzi szélesség, nettó primer produkció, hőmérséklet, csapadék és levélfelület index, magdiszperziós ágensek stb.). A növényi növekedési formák változásával összekapcsolt magtömeg evolúció teljes összhangban van azzal, hogy a növényi méret a magtömeg legszorosabb korrelatív faktora a ma élő növény fajok esetében (Moles et al. 2005).

Janzen (1969) azt is feltételezte, hogy a magpredátorok szelektálták a Leguminosae fajokat a másodlagos növényi anyagok (alkaloidok, nem-fehérje típusú aminosavak stb.) sokfélesége szempontjából is, melyek védelmi anyagokként halmozódnak fel a magvakban. Egy neves bruchida szakértő, C.D. Johnson, aki kezdetben elkötelezett híve volt ennek a koevolúciós megközelítésnek, egy váratlan fordulattal kritizálni kezdte (Johnson 1990), mivel szerinte az állítások túlnyomó része korrelatív adatokból szőtt spekulációkon alapul és a kísérletes megközelítés teljességgel hiányzott. A helyzet, ebben a tekintetben, napjainkban sem változott.

Janzen (1975) és a magunk megfigyelései is azt bizonyították, hogy sok mintából egyáltalán nem keltek magfogyasztó bruchidák a nagy mértékű parazitoid tevékenység következtében, vagy egyszerűen azért, mert nem voltak magpredátorok jelen (feltételezve, hogy a mintavételek reprezentatívak voltak). Bizonyos, hogy az új növényegyedek megjelenése is epizodikus (Sallabanks & Courtney 1992) és véletlenszerű, elsősorban a szabaddá váló mikrohelyek számától függően, valamint egyes fajoknál domináló magszám-limitáció következtében (Szentesi & Jermy 2003), amelyhez a pre-diszperzális magpredátornak vajmi kevés köze van. Vagyis, az MP-k hatásának térben és időben irreguláris az intenzitása.

Az MP-knek nem csak negatív hatása lehet. Bár a füge-fügedarázs (Bronstein 1992) relatíve szimmetrikus kapcsolatához hasonló példák szinte nem is találhatóak, más jellegű időleges

102 6 Evolúció és stratégia pozitív kapcsolatok lehetségesek. Ilyenek a növényi interspecifikus verseny csökkentése a dominanciára képes faj egyedszámának csökkentésével (Harper 1977), beporzási tevékenység (Labeyrie & Hossaert 1985, Szentesi, nem közölt adatok), vagy éppen a csírázás elősegítése azzal, hogy a bogár kikelési nyílásán keresztül nedvesség juthat a magba (Sallabanks & Courtney 1992, Takakura 2002). Az utóbbi ritka jelenség, mert rendszerint a fogyasztás után megmaradó endospermium mennyisége kritikus a csíranövény állapota szempontjából, valamint, hogy csírázásra, gombás fertőzések következtében, már sor sem kerül. A legtöbb esetben, amikor a magpredátorok magprodukcióra gyakorolt jelentős hatását kimutatják, a vizsgálatok nem lépnek tovább annak demonstrálása felé, hogy vajon a növényi nettó populáció méretre gyakorolt hatás is fennáll-e (Louda 1982a,b, 1983). E nélkül pedig az érvelés vajmi keveset ér, hiszen például nem tudható, hogy a szóban forgó növényfaj képes-e vegetatív szaporodásra, ami a magpredátorok hatását jelentéktelenné teszi (Louda 1995 és saját megfigyeléseink a Vicia tenuifolia növényfajra vonatkozóan). Emiatt gondolhatjuk azt, hogy a magpredátorok hatása, még jelentős magfertőzési százalék esetén is csak performancia-szinten (lásd 4.1), vagy még azon sem jelentkezik, mert komplex folyamatokba [csírázási hely limitáltság, egyéb okból létrejövő magszám limitáltság (Szentesi & Jermy 2003)] ágyazódik be.

Figyelembe kell venni azt is, hogy a bruchida magfogyasztók nem önmagukban tevékenykednek. Bár az értekezés egyoldalúan (hely és időhiány miatt) csak ezekkel foglalkozik részletesen, más szervezetek, úgy, mint magdarazsak, ormányos bogarak, gubacsképző légyfajok, Microlepidoptera-fajok, poloska fajok stb. is egyidejűleg, de változó gyakorisággal vannak jelen. A felsoroltak közül azok, melyek a magvakat kívülről (de a termésen belül: ormányos és Lepidoptera lárvák), egyiket a másik után fogyasztják annak méretére való tekintet nélkül, vagy szintén kívülről a termésfalat átszúrva a mag endospermiumát szívogatják (poloskák), egyáltalán nem érintettek a magméret problémával és természetesen szelektív hatásuk sem valószínű erre a növényi tulajdonságra nézve. A 6.9 táblázat összefogja azokat a nem-védelem jellegű kényszereket, amelyek előnyök és hátrányok lehetnek a növény számára a környezet minőségétől függően, ha a prediszperzális magpredátorok szelekciós hatása alatt alakul a magméret (Janzen 1969, Harper 1977, saját adatok alapján). A táblázatban foglaltakból az látszik, hogy a trendek nagyjából kiegyensúlyozottak és a körülményektől függ, hogy melyik hatás jut érvényre. A sok különféle és gyakran ellentétes erő közepette, továbbá az egyidejűleg jelenlévő magfogyasztó guild diffúz hatása következtében a magpredátor-magméret koevolúció nem valószínű a folyamatban. Sokkal inkább lehetséges, hogy a magban fejlődő MP-k alkalmazkodnak a tápnövényeik által állított kényszerekhez, anélkül, hogy azokat önmaguk befolyásolnák, vagyis szekvenciális evolúció zajlik (Jermy 1976, 1984, 1993).

Tapasztalataink szerint a magban fejlődő MP-k által elfogyasztott magvak aránya ugyan 0 és 100 % között mozoghat (Szentesi et al. 1996, Szentesi 1999, Szentesi & Jermy 2003), rendkívül sok ép mag marad, amelynek sorsa sokkal inkább a poszt-diszperzális MP-k aktivitásától és a növényi verseny intenzitásától függ. Ritka az olyan példa, amikor egy növényfaj magjait (hangsúlyozottan!) több magban fejlődő MP fogyasztja egyidejűleg. A múltbeli verseny bizonyíthatatlan és ennélfogva érvként nem használható gondolatát elvetve, a niche szegregáció valószínűsége alacsony, bár mezohabitat-szinten jelei mutatkozhatnak (Szentesi et al. 2006). A növényfajok, amelyekben a Bruchus és Bruchidius génusz fajai élnek, oly mértékben különböznek a növényi kémia szemszögéből, hogy a táplálék specializáció génusz-szintű vonásokban is megjelenik.

Konklúzióként megállapíthatjuk, hogy a bruchidák gazdanövény specializációja nem koevolúciós „fegyverkezési verseny” eredménye, hanem gyökerei a bruchida fajok táplálék specializációjában magában keresendők.

103 6 Evolúció és stratégia

6.2 A magpredátorok tápnövény specializációjának evolúciós vonásai

A tárgyalás alapjául szolgál: Jermy, T. & Szentesi, Á. 2003. Evolutionary aspects of host plant specialisation – a study on bruchids (Coleoptera: Bruchidae). Oikos 101, 207-215. c. munkája.

Bevezetés és célkitűzések Az alábbi nem egyszerűen fordítása a már megjelent cikkünknek, hanem bizonyos fokú átdolgozásnak tekinthető, mert az egyidejűleg és a disszertáció megírásáig eltelt időszak alatt megjelent hasonló munkák eredményeit figyelembe veszi, újabb analíziseket épít be.

A filogenetikai vizsgálatok érdekében nélkülözhetetlenek a megbízható növény-rovar kapcsolat adatok. Miller & Wenzel (1995) az irodalom kritikai elemzése során arra a következtetésre jutott, hogy a fitofág rovarok és tápnövényeik evolúciójának vizsgálatában sokkal inkább a szabadföldi adatokra kellene építkezni, mint laboratóriumi kísérletekre, tovább hogy a publikált rovar és növény adatok fajidentifikáció szempontjából meglehetősen megbízhatatlanok. Így van ez a magfogyasztó rovarok és tápnövényeik esetében is, melyek vizsgálata a fenti szempontból időszerűvé vált a kb. két évtizede végzett gyűjtőmunka keretében nyert adatok alapján. A bruchidák igen alkalmas alanyoknak bizonyultak erre a célra, mert tápnövényeikből kinevelhetők, így a gazdanövény kapcsolataik megbízhatóan meghatározhatók. Korábbi irodalmi adatok csak ritkán alapultak kineveléseken (Birch et al. 1989), ezért a korábbi európai bruchida taxonómiai munkák nagy többsége (Hoffmann 1945, Lukjanovitsh & Ter-Minassian 1957, Kaszab 1970, Strejček 1990) nem pontos ilyen adatok tekintetében. Már Zacher (1952a,b) kimutatta, hogy a hálózással nyert adatok hibás rovar-növény kapcsolatok feltételezésére vezethetnek, mert a megfogott imágó éppen pollennel táplálkozott és nem volt más köze a növényhez. Egy másik hibaforrás több európai bruchida korábbi taxonómia bizonytalanságaira vezethető vissza, amely csak napjainkban mutat javulást. Bizonytalan az is, hogy az adott bruchida faj a lokális flóra mely részében található meg. A bizonytalanságok egy jelentős részének megszüntetésére tett erőfeszítések sorában ez a tanulmány elsőként próbál meg olyan adatokat szolgáltatni és felhasználni egy adott szempont szerint, melyek ismételt növény- gyűjtéseken és kineveléseken alapulnak.

A következő célkitűzéseink voltak: 1. Milyen bruchida-fajok vannak jelen a lokális flórában? 2. Milyen széles a kimutatott bruchida-fajok tápnövény köre? 3. Vajon a tápnövény-kapcsolatok a két bruchida génusz esetében random vagy meghatározott mintázatot mutatnak? 3. Vajon a közel rokon bruchida-fajok közel rokon növényfajokra specializálódtak-e?

6.2.1 Anyagok és módszerek

A mintavétel és a gyűjtött anyag kezeléséhez lásd az Appendixben leírtakat. A mintaszámok a 6.10-12 táblázatokban független mintákat jelölnek. A teljes mintaszámok és a lokalitások száma közötti különbség az ismételt gyűjtésekre utal.

Adatnyerés és kezelés Ez az analízis kvalitatív adatokon alapul. A leglényegesebb információ ezért a bruchida fajok jelenléte vagy hiánya a mintákban. Egyetlen egyed jelenléte is ebben az értelemben a növény használatát, gazdanövényt jelentett, az állatok hiánya ezzel ellentétesen.

104 6 Evolúció és stratégia

A prezencia/abszencia adatok felhasználásával megvizsgáltuk, hogy a Bruchus és Bruchidius génuszok tápnövény kör mintázata randomnak tekinthető-e. Erre a célra az 5.2.3 rész „A guild- analízis módszerei” c. bekezdésében leírtak szerint jártunk el. Az EcoSim program (Gotelli & Entsminger 2001a) segítségével azt a null-hipotézist vizsgáltuk, hogy a tapasztalt mintázat nem különbözik a véletlenszerűen kialakulttól. A mátrixban a sorok a bruchida fajokat, az oszlopok a növényfajokat tartalmazták. A hipotézis vizsgálatát a C-indexszel végeztük, 10 ezer randomizáció után, amelynek szignifikánsan nagyobbnak kell lennie a valós adatok esetében a random mintázathoz képest, hogy a null-hipotézist elvethessük.

Bruchida- és növény-taxonómia és nevezéktan Bár néhány entomológus foglalkozott az európai bruchida-fajok taxonómiájával az elmúlt 60 év alatt (Hoffmann 1945, Lukjanovitsh & Ter-Minassian 1957, Kaszab 1970, Borowiec 1988, Strejček 1990) a szinonimák tisztázására csak nemrégiben került sor (Anton 1998a, 2001). A bruchidákat ebben a munkában Jermy T. határozta meg, de minden faj esetében az európai bruchidák szakértője, K.-W. Anton ellenőrizte az identifikációkat. (A két fő csoport, a Bruchus- fajok és Bruchidius-fajok jelölésére a továbbiakban itt is a Bu., ill. Bi. rövidítéseket használjuk.)

A Bruchus nevek Lukjanovitsh & Ter-Minassian (1957) szerint kerülnek használatra két kivétellel: (1) Bu. libanensis Zampetti (1993), melyet Anton (2001) határozott meg. Korábbi közleményekben (Szentesi & Jermy 1995, Szentesi et al. 1996) mint Bu. rufipes Herbst szerepelt. (2) Anton (2001) úgy találta, hogy a Bu. sibiricus occidentalis Lukj. & Ter-Min. egy jó faj és az érvényes neve Bu. occidentalis Lukj. & Ter-Min.

A Bruchidius-fajok nevei megfelelnek a citált irodalmi anyagoknak: lividimanus, pusillus, seminarius, villosus (Anton 1998a); glycyrhizae (Anton 1998b); picipes (Borowiec 1987); dispar, imbricornis, marginalis, martinezi, pauper, sericatus, varius (Lukjanovitsh & Ter- Minassian 1957); poupillieri (Anton 2001) és varipes (Anton személyes közlés). [A cikk publikálása óta azonban kiderült, hogy a poupillieri (Anton 2001) közlés téves volt, ezért ezt a további tárgyalásból kihagytuk.] A fajokból mintapéldányok a Magyar Természettudományi Múzeum Állattárában, Budapest, kerültek elhelyezésre. Valamennyi felsorolt Bruchus és Bruchidius faj autochton, vagy a Kárpát-medencébe igen régen került be, pl. a Bruchus pisorum. Az Acanthoscelides pallidipennis és A. obtectus fajokkal ehelyütt nem foglalkozunk, mert ezeket csak a XX. szd. második felében hurcolták be Magyarországra (Wendt 1981, Jermy & Balázs 1990).

Az európai bruchidák jelenlegi taxonómiája alapján (Borowiec 1988, Strejček 1990) a Bruchus és Bruchidius génuszok jól elkülönülnek, mert a Bruchinae alcsalád különböző tribuszaiba sorolhatók: a Bruchus-ok a Bruchini, a Bruchidius-ok az Acanthoscelidini tribuszba.

A növényi taxonok nevezéktanában Polhill és Raven (1981) munkáját követtük. A fajok nevei Tutin et al. (1968) szerint kerülnek írásra, a Vicia angustifolia kivételével, amely az utóbbi szerzők szerint a Vicia sativa ssp. nigra szinonimja, míg a közép-európai botanikai irodalomban (Jávorka 1925, Soó & Kárpáti 1968, Hanelt & Mettin 1989) külön fajként jelenik meg.

6.2.2 Eredmények

A cikk megjelenéséig eltelt 17 év alatt 138 Leguminosae faj és alfaj termését gyűjtöttünk be, amely a magyarországi őshonos és behurcolt Leguminosae flóra kb. 70 %-a (Soó és Kárpáti 1968). A kimaradt fajok nagyon ritkák, nemrégiben kipusztultak, vagy védettek. A mintaszámok,

105 6 Evolúció és stratégia a bruchida és növény fajszámok a 6.10-12 táblázatokban láthatók és nagyjából tükrözik a növényfajok gyakoriságát.

A null-modell analízisek a randomtól szignifikánsan eltérő tápnövény kör mintázatot mutattak a Bruchus-fajoknál, de ugyanez nem volt kimutatható a Bruchidius-fajok esetében. Az előbbiek megfigyelt átlagos C-indexe 5,75, a számított 5,37 volt, ami a p= 0,0130 szinten különbözik. Ez a 6.6 ábrán látható meglehetősen bonyolult és sajátos mintázattal van összhangban. A Bruchidius-fajoknál a C-index 3,47 és 3,41 volt, ami p= 0,2327, vagyis a tápnövény mintázat lényegében random. (Lásd a magyarázatot a 6.2.3-ban.)

A bruchida fajok gyakorisága Bruchidákat 51 növényfajban találtunk (az összes gyűjtött növényfaj 37 %-a), amely 12 Bruchus és 15 Bruchidius fajra oszlik meg (6.10 táblázat és 6.6 és 6.7 ábrák). Az 51 bruchida gazdanövényfajból 40-ben (78,4 %) élt egy bruchida faj, 8-ban (15,7 %) kettő, kettőben (3,9 %) három és csak egyben (2,0 %) négy bruchida-faj, bár egyike ezeknek, a Bruchus brachialis csak sporadikusan fordult elő (6.10 táblázat). Ez utóbbi növényfaj a Vicia tenuifolia. Ugyanakkor, 37 olyan növényfaj volt (6.12 táblázat), amelyek a bruchidák által fertőzött növényekkel azonos génuszba tartoznak, mégsem került elő bruchida belőlük eddig. Bruchidák a növényi minták 38,3 %-ában voltak.

Gazda specificitás A legtöbb bruchida-faj nagymértékben gazda specifikusnak mutatkozott (6.10-11 táblázatok, 6.6 és 6.7 ábrák). Figyelembe véve azokat a fajokat, amelyek 4 vagy több növényi mintából kerültek elő, a következő fajok monofágok, vagy legalábbis ökológiai monofágok (Fox & Morrow 1981): Bu. pisorum a Pisum sativum-ban, Bi. glycyrhizae a Glycyrrhiza echinata-ban, Bi. imbricornis a Galega officinalis-ban, Bi. marginalis az Astragalus polyphyllus-ban, Bi. pusillus a Coronilla varia-ban, és Bi. seminarius a Tetragonolobus maritimus-ban. Nagyon szűk oligofágia (egy növényi génuszra korlátozódó) jellemzi a Bi. varius fajt, amely Trifolium-fajokon él (6.11 táblázat, 6.7 ábra). A Bruchus-fajok (6.10 táblázat, 6.6 ábra) csak Lathyrus, vagy Vicia-fajokban élnek, a Bu. atomarius kivételével, amely mindkét génuszban előfordul. Azonban, a Bu. atomarius is csak olyan Vicia-fajokból került elő, amelyben nem élt Bu. brachialis, Bu. libanensis, Bu. luteicornis, Bu. rufimanus, Bu. occidentalis vagy Bu. venustus. Az összes bruchida között a Bi. villosus faj mutatta a legszélesebb tápnövény kört, mert 5 génusz fajaiban fordult elő, amelyek azonban valamennyien a Genisteae tribusz tagjai. Még ez az eset is csak szűk oligofágiának minősül, bár az megjegyzendő, hogy a cikk megjelenése óta közölt publikációk (Szentesi 2006, Sheppard et al. 2006, Haines et al. 2007) alapján az ismert gazdanövény fajok száma 20 fölé emelkedett.

6.2.3 Tárgyalás

Bruchida fajok jelenléte/hiánya Leguminosae fajokban A bruchidák tápnövényeit tárgyaló irodalom gyakran csak növényi génuszokat említ (Hoffmann 1945, Lukjanovitsh & Ter-Minassian 1957, Kaszab 1970, Borowiec 1988, Strejček 1990), ezzel azt sugallva, hogy ez a csoport növényi génuszokra, semmint fajokra specializálódott volna. A mi adataink szerint azonban a begyűjtött Leguminosae fajok 37 %-ában fordultak elő bruchida- fajok, és 37 kongenerikus fajban (a gyűjtöttek 27 %-a) egyáltalán nem fordultak elő (6.12 táblázat). Mivel ez utóbbiak egy része az irodalomban gazdanövényként jelenik meg, a mi negatív eredményeink vagy azt tükrözik, hogy a bruchida-fajok igen alacsony gyakoriságuk következtében nem kerültek begyűjtésre, vagy az ökológiai környezet hatótényezői mások, vagy egyszerűen az irodalmi adatok pontatlanok. Így az érintett növényfajok csaknem 2/3-ad része

106 6 Evolúció és stratégia kihasználatlan forrást („üres niche”-t, Strong et al. 1984) jelent. Ez Price (1983) véleményét támogatja, aki úgy fogalmazott, hogy a fajok a természetben „inkább a tengerben lévő, semmint a konzervdobozban található szardíniákhoz hasonlíthatóak, rengeteg ökológiai térrel a fajok között.” Ez, valamint az a tény, hogy a gazdanövény fajok 78,4 %-ában (!) csak egyetlen bruchida faj élt, szintén azt jelzi, hogy a fajok közötti verseny valószínűsége a bruchida-fajok között meglehetősen alacsony. Így az kevéssé életszerű, hogy a gazdanövény hasznosítás jelenlegi mintázata (6.10-12 táblázatok) olyan niche felosztásnak felel meg, amely a verseny eredménye.

A null-modell analízis által a Bruchidius-fajokra nézve kimutatott „random tápnövény mintázat” természetesen nem azt jelenti, hogy ez a valóságban is random. Az EcoSim analízis mindössze azt jelzi, hogy az eloszlás olyan, hogy bármelyik faj bármelyik tápnövényt használhatná, mert az általános mintázat szerint (2 fajtól eltekintve, ezek a Bi. villosus és Bi. varius) egy bruchida faj csak egy tápnövényben él. Ez a generált random mintázattól nem tér el, mert mindegy, hogy a mátrixban azt az egy növényfajt hová helyezzük. A valós kép természetesen azt tükrözi, hogy a szűk növényfaj használat mögött a gazdanövények nagymértékben eltérő vonásai (pl. növényi kémia) állnak.

A munkánkhoz hasonló, a bruchidák tápnövény viszonyait és taxonómiai helyzetüket tisztázó igénnyel fellépő, azonban méreteit tekintve jóval szerényebb, analízis (Delobel & Delobel 2003, 2006) készült a nyugat-európai bruchida-fajok és tápnövényeik figyelembe vételével. Tekintettel arra, hogy ez a két munka a legközelebbi rokona a mi hasonló indíttatású elemzésünknek (Jermy & Szentesi 2003), valamint az a tény, hogy Delobel & Delobel (2006) olyan intenzíven támaszkodik anyagunkra, hogy azt ténylegesen a sajátjukba beépítették(!), érdemes ezekkel egy kicsit részletesebben foglalkozni. A „beépítés” azt jelenti, hogy a cikkük valamennyi, a bruchida gazdanövény viszonyokat tárgyaló táblázatában, eltérő jelöléssel és folyamatos hivatkozással feltüntetik az általuk és Jermy & Szentesi (2003) által talált adatokat.

Delobel & Delobel (2003) meglehetősen hiányos és gyenge alapokon álló közlemény. Elsősorban irodalmi adatokra épül, melyeket mi az első (még nem publikált analíziseinkben) elvetettünk, mint megbízhatatlan adatokat. Ők mindössze 146 minta alapján, amelyet 14(!) franciaországi helyről gyűjtöttek, adták meg a szóban forgó bruchida-fajok tápnövényeit. Előfordulnak benne valószínűsíthetően pontatlan növény-identifikációk. A második közleményük (Delobel & Delobel 2006) jóval pontosabb, nagyobb minta-számmal (1000) és a mediterrán régióban való gyűjtéssel is kiegészítve, 295 növényfajt dolgoz fel. A tőlünk átvett adatokkal együtt 55 bruchida faj tápnövény adatai találhatók meg benne. Az adatok azért érdekesek, mert több bruchida faj más növényfajon él hazánkban és más fajokon Nyugat- és Dél- Európában, ill. egy sor zsizsikfaj nem fordul elő (vagy eddig még nem sikerült kimutatni) nálunk, bár a tápnövénye megtalálható (6.13 és 6.14 táblázatok).

Az egyesített eredmények megerősítik a Jermy & Szentesi (2003) következtetéseit. Azt mutatják, hogy mind a Bruchus-, mind pedig a Bruchidius-fajok között találunk szélesebben oligofág fajokat a többihez képest, amelyek azonban nem szükségszerűen azonosak Magyarországon és Ny- és D-Európában. Az előbbiek közül hazánkban a Bu. atomarius tűnik ki 9 Lathyrus és Vicia faj fogyasztásával, míg Ny- és D-Európában ugyanez a faj csak 2 Lathyrus és Vicia fajon él. Fordított viszont a helyzet a Bu. tristiculus és Bu. rufimanus esetében: Ny- és D-Európában 13, ill. 11 Leguminosae-fajon élnek, külön-külön, Magyarországon csak 2-2 fajban fordulnak elő. Hasonló számok a Bruchidius-fajokra: a legszélesebb tápnövény körű faj ebben az erősen specializált csoportban a Bi. villosus Magyarországon (9, a Genisteae tribuszba tartozó növényfaj), míg ugyanez Ny- és D-Európában kb. 8 faj (valószínűleg a valóságban több).

107 6 Evolúció és stratégia

Ugyanebben a csoportban Ny- és D-Európában a Bi. lividimanus 10, a Bi. seminarius 13 növényfajban él (nálunk eddig csak 1-1 fajból mutattuk ki). A két tanulmányban összesen kb. 100 fajban (hozzávetőlegesen 1/3-d része az összes vizsgáltnak) nem fordult elő bruchida magfogyasztó, vagy nem volt elég reprezentatív a mintavétel, hogy kimutathatók legyenek. Valamennyi tribuszban és régióban előfordulnak ilyen fajok, szembetűnő pl. a Genista sagittale (Genisteae), vagy a Vicia hirsuta (Fabeae). Háttér okok a fertőzés hiányára nézve nem ismertek.

A bruchida és növényi filogenetikák összehasonlítása Bár a bruchida fajok molekuláris vizsgálatokon alapuló filogenetikája Jermy & Szentesi (2003) cikkének megjelenésekor még nem volt elérhető, a következő évben azonban már publikálásra került ez az információ is (Kergoat et al. 2004), amely nyilvánvalóan azonos időben készült a mi analízisünkkel és megerősítette, hogy a két génusz monofiletikus, és a Bruchinae alcsaládon belül esetleg egy gyors diverzifikáció zajlott le. A mi esetünkben a filogenetikai összehasonlítás céljaira csak taxonómiai viszonyok voltak alkalmazhatók, vagyis az, hogy a Bruchus és Bruchidius génuszok világosan elkülönülnek morfológiai jegyek alapján, jól meghatározott, különböző tribuszokba sorolhatók a Bruchinae alcsaládon belül. Így azt mondhatjuk, hogy a jelenlegi taxonómiai besorolásuk nagyjából tükrözi a filogenetikai viszonyokat, legalábbis faj- szint felett.

Jelenleg a Leguminosae család génuszai számára sem elérhető egységes és részletes leszármazási rendszer. Ezt J.H. Kirkbridge, Jr. (USDA ARS, Systematic Botany and Mycology Laboratory, Beltsville, USA) szóbeli közlésben erősítette meg számunkra. Ami információ elérhető, az jó egyezést mutat a molekuláris és morfológiai összehasonlítás során különböző taxonómiai szinteken (Crisp & Doyle 1995, Doyle 1995). Molekuláris vizsgálatok azt mutatják, hogy a Genisteae, Coronilleae és a Loteae tribuszok rokon csoportot alkotnak, míg a Hedysareae, Galegeae, Trifolieae és Vicieae tribuszok egy másikat (Liston 1995). Továbbá, Sanderson & Liston (1995) a kloroplaszt genom alapján a Galegeae al-tribuszait is meghatározta. Mindezek arra mutatnak, hogy a Leguminosae taxonómia, ahogy azt Polhill & Raven (1981) is kiemeli, legalább tribusz-szinten tükrözi a leszármazást. A 6.6 és 6.7 ábrákon mi Liston (1995) tribusz csoportosítását alkalmazzuk. [Jelenleg egy másik munka (Lewis et al. 2005) csak a Fabeae tribuszt ismeri el (a Vicieae-t nem), amelybe a Vicia, Lens, Lathyrus és Pisum génuszok tartoznak.]

Bár a bruchidák számára nem dolgoztak ki ekkor még leszármazási kapcsolatrendszert (ez változott meg a következő évben, lásd a fenti megjegyzést), mégis a Bruchus és Bruchidius génuszok jól elkülönülő filetikus egységeknek tarthatók. Ennél fogva, a kapcsolatuk a gazdanövényeikkel is filetikus viszonyokat tükrözhet. Mégis a 6.6 és 6.7 ábrák alapján azt a következtetést vonhatjuk le, hogy nincs kongruencia faj-szinten a kölcsönhatás két résztvevője (a növény és rovar) között. Ellenben található némi durva megegyezés a bruchida génuszok (melyek két különálló tribuszt képviselnek) és a Fabaceae tribuszok között, tehát tribusz-szinten. Következtetésünket teljes mértékben megerősítette a Kergoat et al. (2004) által végzett analízis: „Eredményeink azt mutatják, hogy a filogenetikai kapcsolatban álló bruchidák ugyanazon növényi tribusz filogenetikailag rokon fajaival vannak kapcsolatban tribusz-szinten. Nem találtuk bizonyítékát a kongruens filogenetikai megegyezésnek.” (p. 864. Kiemelés tőlem.) Ugyancsak a kongruencia hiányát állapítja meg Alvarez et al. (2006) az Acanthoscelides (Bruchinae) génusz újvilági fajainak hasonló módszerrel végzett vizsgálata alapján. A Bruchus- fajok egyetlen növényi tribuszra (Vicieae) korlátozódnak, míg a Bruchidius-fajok 7 tribuszban megtalálhatók. Így a Bruchus génusz filogenetikailag konzervatívabbnak minősül, mint a Bruchidius-fajok. A Galegeae tribuszban minden egyes al-tribusz külön Bruchidius-fajt tart el. Ez a kép nagyon hasonló a Futuyma et al. (1995) által publikált adatokhoz, amelyben kimutatják, hogy az

108 6 Evolúció és stratégia

Ophraella levélbogár kládok gazdanövényei az Asteraceae tribusz különböző fajaihoz kapcsolódnak.

A bruchida-növény kapcsolat evolúciója Ehrlich & Raven (1964) közleményét követően sok szerző vélte úgy, hogy a jelenleg fennálló rovar- növény kapcsolatok a koevolúció eredményei. Két szinten valószínűsítik feltételezéseiket: (1) Úgy vélik, hogy faj-szinten a rovarok szelektálják a növényi ellenálló képesség tulajdonságait (pl. mérgező anyagokat) és, hogy a növények a rovarokat ellen-adaptációkra szelektálják (pl. a mérgek detoxifikálására), ami egy un. „fegyverkezési versenyt” eredményez a partnerek között (Bell 1981, Rosenthal 1981, 1983, Berenbaum 1983, 2001, Mitter et al. 1991). (2) A makroevolúciós szinten feltételezik, hogy a reciprok szelekció eredménye a ko-speciáció, amelyet a kongruens rovar-növény filogenetikák mutatnak (Berenbaum 1983, 2001, Farrel & Mitter 1990, Mitter et al. 1991). Figyelembe kell azonban venni, hogy bármely kapcsolat megjelenhet koevolúciós formában, ha van arra bizonyíték, hogy valóban reciprok szelekció működik a partnerek között (Thompson 1994). Ellenben, amint azt Thompson (1999) megjegyzi, „egyetlen olyan eredménnyel sem rendelkezünk, amely a tényleges reciprok szelekciót és annak dinamikáját bizonyítaná herbivorokon és növényeken egy lokális közösségen belül, több generáción keresztül.” Így nem meglepő, hogy Johnson (1990) az áttekintésében ezt a következtetést vonta le: „valamennyi irodalmi [adat], amelyet a bruchida-gazda növény koevolúciós vizsgálatokról közöltek korrelatív” és a koevolúció nem egyértelmű. Ténylegesen nincs semmiféle bizonyíték reciprok szelekcióra bruchidák és Leguminosae fajok között, és annak feltételezésére, hogy a Leguminosae fajok és bruchidák speciációja a koevolúció eredménye lenne, vagy azt akár csak befolyásolta is volna.

Figyelembe véve az adatainkat, a bruchida-növény kapcsolatok evolúciója a következőképp képzelhetők el. Faj szinten: bár nincs kísérleti bizonyíték arra nézve, hogy a bruchidák szelektálnák a Leguminosae növényfajok tulajdonságait (pl. másodlagos kémiai anyagok koncentrációját), a lehetőségét nem lehet kizárni. Az azonban nem ismert, hogy a Leguminosae fajok kémiai anyagaira milyen mértékben (ha egyáltalán) gyakorolt hatást a most velük asszociálódott bruchida-fajok múltbeli táplálkozása. Ahogy arra Janzen (1981) is rámutatott: „sohasem tudhatjuk, hogy melyik állattal milyen növényi tulajdonság koevolvált, ha egyáltalán így történt.” A Leguminosae fajok, azonban, nagy valószínűséggel arra szelektálták a bruchidákat, hogy kémiai anyagaikhoz, fenológiájukhoz stb. adaptálódjanak, ennélfogva, a bruchida-növény kapcsolatokban jelenleg is zajló szelekció nagymértékben aszimmetrikus kell, legyen. Figyelembe véve a 6.13 és 6.14 táblázatok adatait, melyekben számtalan olyan példát találhatunk, melyek szerint egy növényfaj egy adott földrajzi helyen teljesen mentes bruchida magpredátorától (pl. Bu. atomarius vagy Bu. tristiculus tápnövényei a 6.14 táblázat szerinti két földrajzi régióban), elképzelhetetlen egy általánosságban ható „bruchida szelekciós nyomás” általában a Leguminosae-fajokon és specifikusan egy adott növényfajon. A bruchidák jelenléte térben és időben nagy mértékben változik. Ehhez a képhez leginkább Thompson (1994, 2005) „a koevolúció földrajzi mozaik elmélete” illene, mely során mikroevolúciós változásokat kellene felfedeznünk lokális skálán. Azonban erre sem találunk adatokat a bruchidák és tápnövényeik körében.

Ami a makroevolúciós szintet illeti, a szoros reciprok szelektív interakciók hiánya a növények és bruchidák között, valamint a faj-szintű filetikus kongruencia hiánya (ami a koevolúció bizonyítéka lenne), tagadja a bruchida-növény koevolúció feltételezését. Úgy tűnik, hogy a magpredátor bruchidák egy különösen alkalmas csoportnak bizonyul a gazdanövényeikkel való feltételezett koevolúciós kapcsolat megkérdőjelezésének. Idézett közleményünk megjelenése után Morse és Farrell (2005) egy új-világi génusz, a Stator esetében jutott hasonló

109 6 Evolúció és stratégia következtetésre és meglehetősen óvatos fogalmazásban kifejti (p. 1331), hogy „Egy szoros koevolúciós modell ennélfogva olyan szelekció és fegyverkezési verseny függvénye, amelyek eléggé intenzívek és gyorsak ahhoz, hogy filogenetikailag radikális gazdaváltás jöjjön létre. Ez esetleg csak meglehetősen limitált interspecifikus körülmények között igaz ....” Delobel & Delobel (2006) pedig az európai bruchidák táplálkozási specializációjának áttekintése alapján explicite kijelenti, hogy a koevolúciós modell inadekvát a bruchidák esetében és a kongruencia hiányát bizonyítja, pl. a Genisteae és a Bruchidius villosus csoport kapcsolata. Kergoat et al. (2005) afrikai Bruchidius fajok és tápnövényeik molekuláris filogenetikai vizsgálata során arra a következtetésre jutott, hogy a két résztvevő ko-speciációját az eredmények nem támogatják és alcsalád szinten a viszonyok nem kongruensek. Hasonlóan, Futuyma & McCafferty (1990) nem talált bizonyítékot koevolúcióra az Ophraella levélbogár fajoknál, melyek a bruchidákhoz nagyon hasonló tápnövény kör mintázatot mutatnak. Egy alternatív magyarázat a szekvenciális evolúció lenne (Jermy 1976, 1984, 1993) vagy szekvenciális kolonizáció [ahogy Brooks & McLennan (1991) nevezi], amely azt proponálja, hogy a Leguminosae fajok úgy evolváltak a jelenlegi fajokká, hogy közben a bruchida fajok átváltottak rájuk és adaptálódtak hozzájuk, a nélkül azonban, hogy a növények makroevolúcióját befolyásolták volna.

Ami a gazdanövény váltás lehetséges mechanizmusát, azaz a szekvenciális evolúciót, illeti, a viselkedési vizsgálatok bruchidákon (Szentesi 1976, Jermy & Szentesi 1978, Pouzat 1981) és más herbivor rovarokon (Wiklund 1975) azt bizonyítják, hogy a gazda specifikusság alapvetően a nőstény tojásrakási magatartásán alapul. Emiatt nagyon valószínű, hogy a bruchidák gazda- specializációja elsődlegesen az idegrendszer evolúciójának (különösen a kémiai érzékelésnek) az eredménye, mert ez határozza meg a tápnövény választását. Ezt több szerző (Jermy 1984, 1993, Dethier 1987, Menken & Roessingh 1998) is hangsúlyozta a herbivor rovarok esetében. Amint azt Chapman (1999) tömören megfogalmazta: „It’s all in the neurons”. Bernays (2001) szerint, nem Orthoptera-fajok esetében, „kis változások egy receptorban vagy szinapszisban nagy hatással lehetnek a viselkedésre”, ezért ezek a rovarok „viszonylag gyorsan evolválják [növény] felismerési és megkülönböztetési mechanizmusokat és emiatt képesek követni a növényi kémiai evolúciót …” Így, a neurális mechanizmusok evolúciója, melyek specifikus növény felismerést eredményeznek, lehet a gazdanövény-váltás legfontosabb folyamata, amelyet azután további ökológiai és fizikai hatások formálnak, mint a természetes ellenségek (Bernays & Graham 1988), más herbivorokkal zajló verseny, az új gazda tápláló értéke vagy toxicitása, fenológiája stb., melyek bizonyos időben és térben hatnak (Jermy 1993, Schoonhoven et al. 1998). A gazdaválasztási viselkedést befolyásoló genetikai változások természete megmagyarázhatja a 6.6 és 6.7 ábrákon látható gazdamintázatokat, valamint a bruchida-fajok hiányát 37 kongenerikus Leguminosae fajban (6.12 táblázat) és további 50 fajban való fel nem lelhetőségüket.

Szűk gazdanövény specializáció azonban „gazda rassz” formálódáson keresztül is kialakulhat (Bush 1975, Diehl & Bush 1989, Feder 1998, Nosil et al. 2002). Azt nehéz megmondani, hogy a bruchida-növény kapcsolatokban ennek mekkora szerepe volt. Fontos például megvizsgálni, hogy a Bruchidius villosus kapcsolata 6 növényi génusz morfológiailag és fenológiailag eltérő fajaival eredményez-e genetikai különbségeket e szélesen oligofág zsizsik populációi között? Úgy tűnik, hogy a válasz nemleges: Haines et al. (2007) a Bi. villosus Európa különböző helyein, más-más tápnövényeiről gyűjtött populációin végzett mitokondriális gén analízissel csak nagyon alacsony (0,8 %) szekvencia polimorfizmust mutatott ki és azt a következtetést vonta le, hogy a Bi. villosus egyetlen, de széles tápnövény preferenciájú fajnak tekinthető (6.8 ábra). Hasonlóan, nem mutatkozott populációgenetikai differenciálódás gazdanövények szerint két másik Acanthoscelides-faj, az A. obtectus és A. obvelatus elektroforetikus vizsgálata alapján sem, melyek eredeti élőhelyen (Mexikóban), domesztikált és vad Phaseolus-fajokon élnek (González- Rodríguez et al. 2000).

110 6 Evolúció és stratégia

Konklúzióként az szűrhető le, hogy a gazdanövény váltás a két bruchida génuszban más módon zajlott le, amely a Bruchus-fajoknál nagyobb evolúciós konzervativizmusra vezetett, mint a Bruchidius-ok esetében. A kialakult gazdanövény mintázat azonban az evolúciós folyamat genetikai kényszereit is tükrözi – ahogy azt Futuyma et al. (1995) is hangsúlyozta a herbivor rovarok tápnövény specializációjával kapcsolatban általában. Erőteljesen támogatja Futuyma (1991) nézőpontját is: „Az ilyen esetek ösztönöznek bennünket arra, hogy feltegyük a kérdést, vajon az evolúciós események megismerhetők vagy prediktálhatók-e egyáltalán?”

6.3 Magpredátor és gazdanövény stratégiák

Bevezetés

Az élőlények rátermettsége életmenet stratégiák kényszerei szerint alakul. A stratégiák genetikailag meghatározott magatartás programok, amelyek az egyes rátermettségi komponensek megvalósulása szempontjából szűk mozgásteret biztosítanak a folyamatosan fennálló és más komponensek által kikényszerített trade-off helyzetek miatt.

A növények életmenet stratégiái, tekintettel arra, hogy alapvetően azonos forrásokat használnak, három elsődleges, ill. ezek kombinációiból képzett másodlagos, stratégiának a részei, amelyekben a populációk egymáshoz való viszonya, semmint a forrás felhasználásának különbségei jelennek meg: az R (gyorsan szaporodó, nem kompetitív), a C (lassan szaporodó, versenyképes) és S (stressz toleráns) (Grime 2001). A másodlagos stratégiák olyan habitatokban jelentkeznek, amelyek közbülső fokozatait valósítják meg az elsődleges stratégiáknak. Westoby et al. (2002) szerint a trade-off-ok jól mérhető, un. dimenziókon keresztül jelentkeznek, amelyek visszahatnak a stratégiákra. Ilyenek a levéltömeg/terület-levél élettartam, a magtömeg- magkibocsátás, levélméret-hajtásméret és a növénymagasság. Ezek közül a magpredátorokkal való közvetlen kapcsolat szempontjából a magtömeg-magszám összefüggés a lényeges és a továbbiakban, többek között, ezt is szeretném körüljárni.

Az a dichotomikus szétválasztás, amely az életciklusok hossza következtében jelentkezik két szélsőség, pl. évelő és egynyári növény között, lényegében a kockázat szétosztó stratégia két szélsőséges pontjának, K-nak és r-nek felel meg. Vizsgálataink során két növényfaj (a Vicia tenuifolia és V. angustifolia, a továbbiakban VT és VA) mutatta a két szélsőség vonásait, ezért ezeket veszem sorra (6.15 táblázat) a magpredátor „nézőpontjából”.

6.3.1 Eredmények és tárgyalásuk

6.3.1.1 Két szélsőség

A VT évelő faj (hemi/kriptofita), amely sztolonizációra is képes. Beporzása külső, virágzata nagy és feltűnő, a pálhalevélen nincs vagy nem fejlett az extraflorális nektárium, ami a hangyák jelenléte miatt a beporzókat zavarhatná. Egyébként is, a pálhalevelek nagyon távol vannak a virágzattól, amely hosszú, esetenként 15-20 cm-es virágzat tengelyen található. Állományai foltokban jelennek meg, minden évben nagyjából ugyanott, ezért a pre-DMP-k számára „prediktálható”. A növény „apparens” (sensu Feeny 1976), 1-1,5 m-t is elér, zöld tömege nagy. A virág és termés, azon belül a mag-abortálás jelentős, termésenként kb. 2 ép mag marad az ezen

111 6 Evolúció és stratégia a szinten jelentkező kb. 23 %-os pre-DMP hatás eredményeként. A pre-DMP közösség tagszáma jelentős (lásd az 5.1 részt). A magvak közel egy időben, július elején megérnek és kiszóródnak. A magprodukció rametenként számolható, de nem tudható, hogy a rametek hány valóságos egyedhez tartoznak. A magprodukció alacsony az állományok méretéhez képest, amihez a termés nélküli évek is jellemzően hozzájárulnak (a fluktuáció mastingra emlékeztet). A nettó egyedszám növekedés gyakorlatilag nulla, mert a kiszóródó magvakat a poszt-DMP-k elfogyasztják. (Síkfőkút melletti déli kitettségű domboldalon hatalmas összefüggő VT állományok találhatók. Ezek alatti talajmintákból előkerült magvak mind kívülről rágottak voltak, valószínűleg Apodemus aktivitás következtében.) A VT állományokban csak nagyon ritkán figyeltünk meg magról kelt VT növénykéket, ezek sem jutottak el a felnőtt korig. A magoncok megtelepedését az állományban a fő üvegnyak-hatásnak tartják több évelő esetében (Jongejans et al. 2006). VT magvak nyílt parcellákba vetése több sikerrel járt, de a mortalitás itt is igen magas volt. A pre-DMP-k a jelentős vegetatív növekedést mutató, de még virágzat nélküli VT állományokat korán megtalálják (fűhálózással, egyeléssel főként Bu. venustus gyűjthető) és a virágzástól állandóan jelen vannak. A növény valószínűleg nem képez magbankot. Azzal a felfogással szemben, mely szerint az évelők nem mikrohely-limitáltak és nem képeznek magbankot lásd Andersen (1989) adatait.

A VA egynyári (terofita), mikrohely-kolonizátor faj. Tömegesen jelenik meg, véletlenszerű eloszlásban. A környező vegetáció zártsága függvényében 10 cm és 150 cm között bármilyen méretet elérhet. Virágzása folyamatos, noduszonként rendszerint 2 virág és közvetlenül alattuk a virágzáskor aktivizálódó és termésérés idején is funkcionáló extraflorális nektáriumok találhatók (a képen a sötét pont a virágok alatt). Ezeket hangyafajok rendszeresen látogatják és agresszivitásuktól függően zavarják a pre-DMP-k aktivitását (tojásrakást) (Fegyveres O., nem publikált adatok). Az utóbbiak száma alacsonyabb, mint a VT esetében (lásd a 4.2 részt). Magszám produkció nagyobb, mint a VT-nél, termésenként kb. 7 ép mag marad, és kb. 10 % a pre-DMP-k általi magfogyasztás ezen a szinten. A magtömeg kisebb a VT magtömegénél, a növény tranziens magbankot képez, amelyből a magvak kb. 2 év alatt kelnek ki. Speciális vonása, hogy a körülményektől függően, mint 2-éves növény viselkedik. A nyáron szétszóródott magvak egy része kicsírázik és november végéig 10-15 cm-es növény fejlődik. A talaj feletti rész elfagy télen, de ugyanarról a tőről már kora tavasszal növekedni kezd. (Emiatt volt szükség a 4.2 részben leírtak szerint őszi populáció-felmérésre a parcellákon.) A populáció más része viszont csak tavasszal csírázik. Ezért valószínűleg korán-termő és később-termő egyedekből tevődik össze az állomány, ami befolyásolhatja a pre-DMP-kel is a viszonyát. A specialista Bu. luteicornis már a 15 cm-es méretű VA-t is megtalálja a vegetációban annak igen alacsony vizuális, de valószínűleg magas kémiai apparenciája alapján, ami ugyanakkor intenzív keresést igényel.

6.3.1.2 Növényi és magpredátor életmenet komponensek

Generatív vs. szomatikus ráfordítás Mindkét fajnál, ugyanabban az évben, két alkalommal mértem a generatív részek arányát az egész tömeghez képest (6.16 táblázat). A két növény generatív/szomatikus ráfordítását összehasonlítva a következő durva képet kapjuk. A VA-n az első mintavétel alkalmával átlagosan 2 kinyílt, 1 elvirágzott virág és 12 virág kezdemény volt található tövenként. A generatív részek aránya az összes tömeghez képest 3,6 % volt. A VT mérése pontatlanabb, mert míg az előbbi fajnál a gyökerek tömege is része volt a teljes tömegnek, addig az utóbbinál ennek bennfoglalására nem volt mód. Oka a faj sztolonizáló jellege, amely miatt nem tudható, hogy

112 6 Evolúció és stratégia melyik és mekkora gyökérrész tartozik egy adott virágzó szárhoz. Május 16.-án a VT földfeletti részének 11,6 %-a volt a generatív rész, melyen 37,2 ± 2,0 virág/füzér volt és termés még nem volt található. Kb. 50 nappal később a generatív arány a VA esetében 55 %, a VT esetében 38,5 % lett. Virág egyiken sem volt már, azonban átlagosan 11,0 és 29,6 termés volt található, külön- külön. A különbség magyarázata abban kereshető, hogy a VA kb. 10 mg-mal kisebb magvakat, de termésenként átlagosan kétszer annyi magot hoz létre, mint a VT. A növényi reproduktív allokáció a vegetatív és generatív szervek tömegének mérésével csak becsülhető, mert jelentős időtartamon keresztül a növény generatív szervei is még zöldek és fotoszintetizálnak, ezért hozzájárulnak a nettó primer produkcióhoz. Továbbá időben is változik mértéke a növény növekedésével és a reproduktív szervek fejlődésével. Lehetséges, hogy a kedvezőtlen években a sztolonizáció nagyobb hozzájárulást tesz (jövőbeli rametek magprodukciója), míg a kedvező évek a magprodukciót segítik elő, ahogy azt a Geum reptans fajnál Weppler et al. (2006) találta.

Egy vs. több magpredátor nemzedék Mivel a magfogyasztó szervezetek alapvetően nem alakítják a növényi stratégiákat, hanem azokhoz alkalmazkodnak, belátható, hogy a mesterséges (mezőgazdasági) rendszerekhez alkalmazkodott Acanthoscelides és Callosobruchus fajoktól eltekintve, valamennyi Bruchus és Bruchidius faj egynemzedékes és a gazdanövénye adott fejlődési állapotához kötött. Olyan esetben, mint a VA, amikor a termésképzés folyamatos, sem találunk egy idő után bruchidákat a termésekben. Esetenként még novemberben is vannak zöld termések a növényen, de ezekből már nem nevelhető a pre-DMP. A pre-DMP nyomás semmi esetre sem lehet jelentős a növényen, hogy a termésképzést későbbre tolja ki, mintegy „elszökve” a magfogyasztó elől, hiszen ezzel a növény is megnövekedett kockázatot vállalna. Sokkal inkább mikroevolúciós változások valószínűek, amelyek a másodlagos növényi anyagok mennyiségét illetik. Gyűjtött anyagok alapján három növényfaj és bruchidái esetében merült fel az, hogy ha a körülmények megfelelőek, akkor a bogár egy újabb nemzedéket nevelne fel a még az anyanövényen található száraz magvakon, de bizonyító adatok nincsenek. Ezek: a Bi. glycyrhizae a Glycyrrhiza echinata-n, az Acanthoscelides pallidipennis az Amorpha fruticosa-n és a Megabruchidius tonkineus a Gleditsia triacanthos-on. (Az utóbbi kettő behurcolt szubtrópusi bruchida-faj, amivel ez összefügghet.) Azt gondolom, hogy a bruchida-fajok esetében a „több nemzedékűség” alternatív stratégiájaként képzelhető el a szélesebb tápnövény kör, valamint az egynyári és évelő növényfajok bevonása a tápnövény körbe, amivel a kockázat szétosztás hatékonyabb lehet populációk túlélése szempontjából. Több ilyen fajt is ismerünk, pl. Bu. brachialis, Bu. loti, Bi. dispar (és a teljes európai tápnövény-spektrumokat tekintve (6.14 táblázat) továbbiak: Bi. sericatus, és főleg a Bu. tristiculus. Természetesen mindebből nem következik a nagyobb populáció-méret is.

Magtömeg vs. magszám A magtömeg-magszám trade-off predikció, ami így nagyfokú leegyszerűsítés, mert valójában több életmenet komponens együtthatásaként értelmezhető (Moles & Westoby 2006), sem látszik megvalósulni a példaként tárgyalt két növényfaj esetében. A magtömeg változtatása két okból is fontos lenne, amelyek még egymással ellentétesen is hatnak. Egy felől a növény nagyobb magvak képzésével a kikelt és fejlődő új növényke számára teremt nagyobb esélyeket a felnövekedésre kompetitív környezetben, más felől az ilyen magvakból kevesebbet lehet létrehozni allokációs problémák miatt és nagyobb veszteséget is jelentenek, ha elfogyasztják őket. A 6.1 fejezetben már bizonyításra került, hogy a magméret csak bizonyos határok között van összefüggésben az endo-pre-DMP-k tevékenységével, mert a nagyon kicsi és nagyon nagy magvak egyaránt kihasználatlan forrásoknak bizonyulnak. Sőt, a kis magvak produkciója (pl. Trifolium-fajok, de Astragalus-ok is) sem jelent előnyt a magpredáció szempontjából, mert sorozatban lehet elfogyasztani azokat egy termésen, vagy virágzaton belül. A VT magmérete

113 6 Evolúció és stratégia kisebb, mint a fenti viszonyokra megjósolt magméret és nagyobb, mint Louda (1995) modellje (6.9 ábra) által javasolt. Amennyiben a VT-t olyan („short-lived”) évelőnek tekintjük, melynek rametjei egyéves életciklussal jellemezhetők, hiszen az egyes rametek évente képződnek és elpusztulnak, akkor Louda modellje több ponton is helytállónak látszik. Ugyanakkor a VT és VA viszonylatában csak egy egészen más modell képzelhető el (6.10 ábra). A VA ebben a modellben közelebb áll a valódi efemer r-stratégista, magbank-képző fajokhoz, amelyek magtömege kicsiny és életmenet sajátosságaik nagymértékben kapcsolódnak a zavarásokhoz. (Lásd a VA mikrohely és zavarásra adott válaszait: 4.2 fejezet.)

Mag- és termés abortálás A szelektív termés és mag abortálás a magpredátor jelenléte miatt, folyamatosan kísért Janzen (1983) nyomán, de a bizonyított esetek száma alacsony. Ezzel szemben, mint a növény genetikai hátterével összefüggő természetes jelenség igen gyakori (Wiens D 1984). Nagyszámú egynyári és évelő növényfaj vizsgálata alapján megállapította, hogy az előbbieknél általában 15 %, az évelőkön 50 %. A VT esetében 70 %, a VA-nál 25-40 %-os magkezdemény abortálást mértünk, amelyek a trendet tükrözik. A korai, a termés- és magkezdeményeken zajló abortálás a viszonylag kis ráfordítás miatt, amit az anyanövény addig tett, nem jelent akkora veszteséget, mint a későbbi, fejlettebb magvakra vonatkozó, ugyanakkor elvileg későbbi pre-DMP tojásrakásra szelektál. Egy alternatív hipotézis az lenne, hogy a későbbi tojásrakás és fejlettebb magba való befúrás csökkentheti az abortálás valószínűségét, de nem akadályozza meg – ha erre van lehetőség –, hogy a növény eltérő és/vagy csökkent táplálást mutasson a fertőzött magvak irányába. A szelektív termés- és magabortálás egyik esetét sem tapasztaltuk sem VT-n, sem VA- n. Ellenkezőleg, a VT-n (de más fajon, pl. a Laburnum-on is) azt találtuk, hogy a tojásrakás a lehető legkorábban elkezdődött, tekintet nélkül arra, hogy később a termések jelentős része lehullott a rájuk rakott tojásokkal egyetemben.

Egyéves vs. évelő növényi életciklus Az évelő növényi stratégia átlagosan több bruchidát (és általában MP-t is) tart el, mint az egyévesek (6.17 táblázat). Ez összefügghet a növényi helyben maradó (évelő) és fugitív (egynyári) stratégiával, a mikrohelyek keletkezésével és használatával. Itt meg kell jegyezni, hogy a kategóriák mesterséges jellegűek abban az értelemben, hogy egyes csoportok (pl. lágyszárú és termesztett évelő) megkülönböztetése csak a domesztikáció folyamatában keletkezett feltételezhető változások értelmében jogos. Például, a Phaseolus vulgaris eredetileg és őshazájában (Közép és Dél-Amerikában) évelő faj volt, mint ahogy közvetlen rokona a tűzbab (Phaseolus coccineus) jelenleg is az, és az előbbinek csak a termesztés során kialakított fajtái váltak egynyáriakká (Evans 1974, Chacon et al. 2005). Azokban a növényi tribuszokban, mint a Loteae, Trifolieae és Fabeae, ahol lágyszárú évelők és egynyáriak egyaránt előfordulnak, megfigyelhető az az általánosan citált, ugyanakkor ellentmondásosan dokumentált trend is, mely szerint az utóbbiak magtömege nagyobb, mint az évelőkéi. Leishman & Westoby (1994), Leishman et al. (1995) az évelők magtömegét találta nagyobbnak és az egynyáriakét kisebbnek, amit az egynyáriakra nézve előnyösnek tartanak a rizikó szétosztása szempontjából. Saját eredményeink szerint a 151 vizsgált Leguminosae-faj egynyári és évelő lágyszárú csoportjaira ez az állítás nem áll, mert az előbbiek magtömege majdnem kétszerese az utóbbiaknak [egynyári: 16,1 ± 0,6 mg vs. évelő lágyszárú: 8,9 ± 0,2 mg (átlag ±SE), N= 29 és 69 faj; ANOVA: F1, 3484= 172,6328, p< 0,0001]. Az egynyáriakon belül a Trifolieae esetében ez szintén igaz, de a Loteae és Fabeae tribuszokra nem (6.17 táblázat). Ez azzal a növényi stratégiával függhet össze, hogy a lágyszárú évelők „nettó egyedszám” növekedése több esetben vegetatív módon, és kisebb mértékben magvak útján történik (pl. Vicia tenuifolia, Lathyrus latifolius és más fajok), míg az egynyáriaké kizárólagosan magvakkal. Az utóbbi esetben a limitált számú mikrohelyért való versengésben nagyobb eséllyel lehet sikeresebb egy olyan faj, melynek magtömege nagyobb és a

114 6 Evolúció és stratégia csírázáskor hosszabb ideig képes ellátni tápanyaggal a csíranövényt (Harper 1977). Ez a kérdéskör felhívja a figyelmet arra, hogy növény és állat ökológusok nem szükségszerűen ugyanabból a szempontból értékelnek adatokat. A növényökológusok érthetően növényi fiziológiát érintő hatásokra koncentrálnak, mint árnyékoltság, szárazság, föld feletti vs. föld alatti allokáció, relatív növekedési ráta, szimbionták stb. és eszükbe sem jut, hogy a magpredációt figyelembe vegyék, és ugyanez fordítva is igaz!

Az egynyári fajok nagyobb magvai elméletileg nagyobb testű bruchidák „eltartására” alkalmasak. Ez a tribuszok közül a Loteae-nél nem vizsgálható, mert nincs egynyári fajban bruchida, de a Trifolieae és Fabeae esetében igen. A t-tesztek mindkettőnél az egynyári fajokban szignifikánsan kisebb testhosszúságokat jeleztek, vagyis a helyzet éppen fordított (Trifolieae: testhossz átlag (szórás) lágyszárú évelő 2,33 (0,25) vs. egynyári 1,73 (0,07) mm, tszám.= 6,7298, df= 1, 93, p< 0,0001, Fabeae: testhossz átlag (szórás) lágyszárú évelő 3,02 (0,39) vs. egynyári 2,93 (0,38) mm, tszám.= 2,5691, df= 1, 532, p= 0,0105). A testméret nem csak annak függvénye, hogy milyen életciklusú faj magjában fejlődik a bruchida. Továbbá, eltérő táplálkozási stratégiáik (mint a már említett Trifolium-okban élők, melyek több magot is elfogyasztanak, tehát függetlenek a mag méretétől) nem feltétlenül igazolják a feltevéseket, ha azok kisebb csoportokra vonatkoznak. Ugyanakkor általánosságban igazak lehetnek: az összes vizsgált növényfajban előforduló összes bruchida faj testhosszúságra nézve erősen szignifikánsan igaz, hogy az egynyáriakban (a nagyobb magméreteknek megfelelően) nagyobbak a testhosszúságok [átlag (szórás) lágyszárú évelő 2,66 (0,53) mm vs. egynyári 2,87 (0,45) mm, tszám.= 6,7298, df= 1, 863, p< 0,0001, N= 694 és 171].

Kémiai anyagok a magban vs. a mag védelme A 3. (preferencia-performancia) fejezethez kapcsolva felvetődik, hogy általában a növényi és specifikusan az ott is vizsgált Leguminosae-fajok magjaiban is előforduló kémiai anyagok miért nem hatásosabbak egy olyan nem adaptált magfogyasztó ellenében, mint az A. obtectus? Míg magukban a magvakban való táplálkozás (kizárólag az endospermium anyagainak hatása) a vizsgált növényi fajok 71,5 %-ában nem tette lehetővé imágók kifejlődését, a pilulákba kevert másodlagos növényi anyagok 50 %-ánál imágó stádiumig jutottak el a lárvák az 1-1,65%-os koncentrációk mellett, ami elég magas hatóanyag tartalmat jelent a növényben való mennyiségi előfordulásukat tekintve. A két százalékos érték közötti különbség valószínű magyarázata az, hogy a növényekben több tucat (esetleg több száz) vegyület különböző koncentrációkban eredményezi a növényfajra jellemző „hatásprofilt”, ami hatékonyabb lehet, mint vegyületek önmagukban. Ez azt is jelenti, hogy egyetlen vegyület hatására alapozni kevésbé előnyös, kivéve ha azt 50-60 %-os száraz anyagra számított arányban állítja elő, mint az a tanninok és terpenoidok esetében ismert (tölgyfa, fenyők, félsivatagi növényzet). Másfelől több vegyület jelentős mennyiségi növelése ráfordítás-megtérülés problémák, továbbá más növényi folyamatokkal való csereviszony kényszerek miatt nem lehetséges, amit éppen a természetes előfordulási koncentrációk szűk sávja bizonyít, pl. a nem-fehérje típusú aminosavak esetében (Bell 1978). A növénynek az előállított anyagok szállítását és tárolását is meg kell oldania, valamint az autotoxicitást is el kell kerülnie. Bár a magvak védelme alapvetően befolyásolja a szülöi fitniszt, a kis tömegbe nagy mennyiségű és/vagy nagy hatású anyagok csomagolása konfliktusba kerül a csíranövény tápláló szövetek mennyiségével, hacsak a vegyületek nem konvertálhatók egyéb célra a csírázás időszakában. Emiatt alternatív lehetőségként a maghéj fizikai vagy kémiai gátként való működtetése is jelentkezik.

115 6 Evolúció és stratégia

Parazitoid terhelés egyéves vs. évelő növényen A magpredátor és saját parazitoidjainak kapcsolatára, mint a magpredátor stratégiákat befolyásoló hatásra azért nem térek ki részletesen, mert több korábbi elemzésben (lásd pl. a 5.1.3 pont) bebizonyosodott, hogy hatásuk nem feltétlenül denzitás-függő. Ugyanakkor érdekes elem, hogy a parazitoid/magpredátor arányok hűen követik az évelő és egynyári növények közötti magpredátor terhelés trendjeit (Szentesi & Jermy 1998, 4. ábra), vagyis az évelő fajokon ezek az arányok nagyobbak, tehát gazdagabb parazitoid közösséget jelentenek. Abban az esetben, ha a parazitoid hatás denzitás-függő, alternatív stratégia lehet a magpredátor számára az egynyári vagy évelő fajban való fejlődés, mert eltérő parazitoid-nyomás nehezedik a populációkra. Ez azoknál a fajoknál lehetséges természetesen, amelyek nem monofágok. Több olyan bruchida faj található (lásd a felsorolást az egy vs. több magpredátor nemzedék pontban felsorolva), amelyek egynyári és évelő Leguminosae-fajokban egyaránt élnek.

116 7 Az eredmények összefoglalása

7 Az értekezés eredményeinek összefoglalása

7.1 A tojásrakó hely/tápnövény választásának magatartási aspektusai. [Modell: a babzsizsik (Acanthoscelides obtectus)] 7.1.1 A babzsizsik áltojócsövének szerepe, összhangban irodalmi adatokkal, korlátozott a tojásrakási hely meghatározásában. Bár a fejfüggelékeitől teljesen megfosztott adult nőstény bogár képes a tojásrakást negatívan befolyásoló ingerek megkülönböztetésére, az áltojócső autonómiája relatív, másodlagos a maxillaris tapogató meghatározó funkciójához képest. Az áltojócsövön található kémiai érzékszervek a gátló ingereket jelzik, a mechano-receptorok pedig a tojásrakás céljára, a növényen készített nyílás méretét határozhatják meg.

7.1.2 A növényevő rovarok táplálékválasztására vonatkozó általános elv, azaz a receptorok aszimmetrikus, negatív irányú specializációja, érvényes a babzsizsik tojásrakási magatartására is.

7.1.2.1 A babzsizsik tojásrakását gátló szervetlen és szerves vegyületek száma, melyek az optimális tápnövényből származó ingerek hatását koncentráció-függő módon elfedhetik, jóval nagyobb, mint a stimuláló anyagoké.

7.1.2.2 A szervetlen anyagok között kiemelkedő jelentőségű a réz-vegyületek negatív és a magnézium szulfát pozitív hatása a babzsizsik tojásrakására.

7.1.2.3 A tojásrakó babzsizsik nőstények és a magvakba befúró első stádiumú lárvák eloszlását hatásosan befolyásolják az adultok által termelt és a magvak felületére kerülő epideiktikus anyagok, amelyek a források egyenletesebb kihasználását eredményezik.

7.1.2.4 A tojásrakásra serkentően hat a babtermés héjából (perikarpium) készített extraktum.

7.1.3 Az abszolút (választási lehetőséget nem kínáló) tesztekhez képest, a relatív (bináris vagy sokféle ingert kínáló választási) tesztek érzékenyebbek bármely előjelű hatás kimutatásában. Abszolút tesztben, igen sok anyag, jelentős kémiai különbségek ellenére, sem tér el egymástól a tojásrakásra gyakorolt hatás tekintetében. Ezzel szemben, relatív tesztekben, ugyanezek között jelentős különbségek tapasztalhatók. Ez a babzsizsik tojásrakásában preferencia-, és genetikailag rögzült templáttal való összehasonlítási (választási) képességre, valamint rövid-távú memóriára utal.

7.1.4 A babzsizsik nőstény egyedi tojásrakási magatartása felderítő (antennálás, palpálás, a mag körbejárása), előkészítő (rágás a köldöknél, áltojócső maghéjhoz érintése) és tojásrakási szakaszokból áll.

7.1.5 Az ingerkörnyezet jellegétől függően az egyedi babzsizsik nőstények magatartása igen rugalmasan változik a magatartásformák gyakoriságát és hosszát tekintve. Indifferens ingerkörnyezetben a felderítéssel összefüggő, heterogén környezetben a tojásrakást előkészítő magatartások és a tojásrakás dominál, attól függően, hogy a preferencia rangsorban milyen helyzetet elfoglaló növények magjai vannak jelen.

7.1.5.1 A populáció-szintű relatív és sok ingert tartalmazó ingerhelyzetek vizsgálatára hatékony módszert dolgoztam ki, amelyben az ingerek randomizált, háromszög-alapegységek szerinti elrendezése és ismétlése lehetőséget adott megbízhatóbb preferenciális válasz kimutatására és a véletlen választások elkerülésére.

117 7 Az eredmények összefoglalása

7.1.5.2 A populáció-szintű válaszok biztonsággal differenciáltak különböző ingerminőségek között és ez jól mérhető volt a lerakott tojások száma alapján (ami egyetlen nőstény esetében nem volna lehetséges).

7.1.5.3 A babzsizsik nőstények éles különbségeket tettek populációs-szintű preferenciális tesztekben tápnövény és elfogadható nem-tápnövény, Leguminosae- és más növénycsaládokba tartozó növények, tápnövény-fajták, magtömeg osztályok, valamint természetes növényi anyagcsere termékek között.

7.1.5.4 Adatfeltáró eljárások azt mutatták, hogy a preferencia sorrend kialakulásáról árnyaltabb képet eredményez a lerakott tojások számán kívül a magtömeg, lárva mortalitás és imágó kelési százalék figyelembe vétele. Az alkaloidok valószínűleg különleges jelentőséggel bírnak a bruchida magfogyasztók körében.

7.1.5.5 A babzsizsik tojásrakását a szerves anyagok széles köre gátolja, de még közel rokon anyagok sem eredményeznek konzisztens, szerkezet-hatás összefüggésre mutató válaszokat. Ennélfogva megjósolhatatlan, hogy milyen (jellegű) vegyületek fejthetnek ki gátló vagy stimuláló hatást a tojásrakásra.

7.1.6 A korai imaginális előzetes tapasztalat jelentősen befolyásolja a tojásrakási viselkedést és a lerakott tojások számát többválasztásos ingerkörnyezetben. A babzsizsik nőstények a teszt időtartama alatt azt a növény-magot választják, amelyen a teszt előtt bizonyos időt eltöltöttek. Ez a viselkedés a fő és elfogadható nem-tápnövényeken és különösen a fő tápnövényhez közelebb álló fajok esetében (Vigna és Lablab) jelentkezett. Az előzetesen kondicionált nőstények, a naiv nőstényekhez képest, nagyobb gyakorisággal használtak útvonalakat, amelyek a kedvelt magvakon keresztül vezettek. A Markov-analízis az előző látogatás hatását az utána következőn csak akkor mutatta, ha az babon kondicionált nőstény esetében, és babon történt. Az útvonalak választása és az előző látogatás hatása rövid távú memóriára utal. Az imaginális tapasztalat háttere valószínűleg szenzitizáció.

7.1.6.1 A hierarchiában alacsonyabb szinten álló ingeren szerzett tapasztalat nem szünteti meg a magasabb-rangú inger elsőbbségét, ami a „hierarchia-küszöb” modell jóslatával megegyező eredmény.

7.1.6.2 Randomizációs eljáráson alapuló statisztikai értékelést dolgoztunk ki a többválasztásos teszt számára.

7.2 Anyai preferencia-utód performancia a magpredátor-növény kapcsolatban 7.2.1 A maghéj kémiai és fizikai tulajdonságai (abszolút tesztekben) a tojásrakó babzsizsik nőstény számára általában nem differenciáló jellegű ingerek: táp-, elfogadható nem-táp- és nem elfogadható nem-tápnövényre, valamint indifferens ingerekre (üveggolyó) egyaránt raknak tojásokat. Többé-kevésbé ugyanez áll a pilulákra/tablettákra is, amelyekben a vegyületek „maghéj-szerepben” jelennek meg. Ugyanezek a maghéj sajátosságok kritikusak az első stádiumú lárvák számára. Azzal a valószínűsíthető ténnyel együtt, hogy az L1 a maghéjat nem fogyasztja el magba-lépéskor, a kilyukasztott maghéjú magvakban jelentősen nagyobb százalékban fordult elő lárvafejlődés és imágó kelés. 62 termesztett és vadon élő Leguminosae faj és 93 fajta esetében imágók 17 növényfajból keltek (ezek 35 %-a Lathyrus-faj volt), de csak 9 fajban voltak erre képesek, ha azok ép maghéjjal rendelkeztek. Adott növényfajon belüli fajták között a lárvafejlődés tekintetében nagyobb különbségek lehetségesek, mint növényfajok között.

118 7 Az eredmények összefoglalása

7.2.2 A babtermés (perikarpium) pozitívabb ingert jelent a babzsizsik tojásrakása számára, mint a maghéj, ugyanakkor mindkettő toxikus a lárva fejlődésére nézve.

7.2.3 A különféle Leguminosae magvakban, valamint másodlagos növényi anyagokat tartalmazó pilulákban/tablettákban mutatott lárvafejlődési mintázatok alapján nem jósolható meg egy növény vagy vegyület hatása. Kivételnek talán az alkaloidok és nem-fehérje típusú aminosavak számítanak, amelyek meglepően kis százalékban engedtek imágókelést.

7.2.4 A babzsizsik nőstény tojásrakási preferenciája és a lárvális performancia között táp- és elfogadható nem-tápnövényeken negatív korreláció van. Ez azt jelenti (a tojásrakás feltétlenül tükrözi), hogy a nőstény nem optimálisan választ.

7.3 Populáció ökológia 7.3.1 A termés fertőzöttségi és magfogyasztási mintázatok igen változatos képet mutatnak a Leguminosae-fajokban élő pre-diszperzális magfogyasztók tápnövényein. A szélső értékek 0-100 % között vannak. A bruchida-fertőzöttség is elérhet 30 %-ot.

7.3.2 Konceptuális különbség van a növényi performanciára és populáció dinamikára gyakorolt hatás között. Több évig tartó kisparcellás kísérletben azt az eredményt kaptuk, hogy a bruchida (Bu. luteicornis) és más pre-DMP-knek nincs populáció szint szabályzó hatása az egynyári Vicia angustifolia fajra. A pre-DMP magfertőzöttségi szint alacsony a magprodukcióhoz képest, ennek ellenére a növény magszám limitációt mutat. A tranziens magbank két év alatt kiürül és az elérhető mikrohelyek száma nem limitálja a rekruták nettó számát. Emiatt lehetséges, hogy a két esemény (magszóródás és a magoncok megjelenése) közötti időszakban jelentkező poszt- diszperziós hatás felelős az állapotért.

7.4 Közösség ökológia 7.4.1 Intraspecifikus aggregáció, interspecifikus asszociáció és perzisztencia analízist végeztünk 69 Vicia tenuifolia minta bruchida pre-DMP-it tekintve. Ezen kívül vizsgáltuk a forráshasználati mintázatokat növényállomány, racém, termés és mag-szinteken. Nem volt interspecifikus kölcsönhatásra mutató jel a bruchida-fajok között, az intraspecifikus hatás viszont jelentős volt. A forráshasználat mértéke csökkent a forráskoncentráció növekedésével (az állomány-mag irányban). A termés-szinten, ahol másfajú egyedek találkozása a legvalószínűbb (tojásrakás), a forrás nem volt limitáló.

7.4.2 Öt éven át, kísérleti úton (kizárással) vizsgáltam egy interakciós táplálkozási hálózati modul résztvevőinek egyes kölcsönhatásait. Arra akartam választ kapni, hogy a Laburnum anagyroides-en jelenlévő különböző mértékű levéltetű fertőzés milyen hatással van a pre-DMP (Bi. villosus) populáció túlélésére, különös tekintettel parazitoidjai működésére. Mivel a pre- DMP a legnagyobb túlélési százalékot közepes levéltetű-fertőzési szintnél és nem levéltetű- mentes körülmények mellett mutatta, továbbá ez nem levéltetű-fertőzési szinttől függő differenciális tojásrakás és parazitoid tevékenység eredménye volt, feltételeztem, hogy a növény alkaloidjainak fürt-szintű mennyiségi eloszlásával lehet kapcsolatos. Az alkaloida heterogén eloszlásának feltételezésére a növényen végzett korábbi kvantitatív analízis adott alapot. Sokrétű kölcsönhatás képe rajzolódott ki, amelyben a levéltetű hatása a pre-DMP-re a kölcsönösség és antagonizmus skálán évek, fák, asszociálódott szervezetek stb. függvényében változhat.

7.4.3 Vicia tenuifolia állományokban gyűjtött mintákból nevelt pre-DMP guildek összetételének tér-időbeli változása azt mutatta, hogy mind guild-variációk, mind pedig guild-kombinációk szintjén, valamint a faj és család-szintű felbontás szerint is, lényeges eltérések voltak a megjósolt

119 7 Az eredmények összefoglalása mintázatoktól. A várt max. 2 tagú guild-variációk helyett magasabbat kaptunk, ha csak időbeliséget vettünk figyelembe. A guild-kombinációk sohasem haladták meg a lehetséges 50%- át. A prezenciát/abszenciát, ill. abundanciát figyelembe vevő null-modell analízisek szerint sem szignifikáns együtt-előfordulást, sem koegzisztenciát nem tapasztaltunk a guildek tagjai között. Az analízis alapján arra következtethetünk, hogy a guild szerveződését nem a fajok közötti verseny szabályozza. Tekintettel arra, hogy a vizsgált bruchida taxon-guild tagjai tápnövény specialisták, a guild-formálásuk is obligát, amely tér-időben variabilitást mutat.

7.5 Magpredátorok és gazdanövényeik evolúciós kapcsolatai és stratégiái 7.5.1 Évtizedek alatt, a magyarországi Leguminosae-fajok jelentős százalékát reprezentáló mintaszámot gyűjtöttünk össze és ezekből a pre-DMP-ket és parazitoidjaikat kineveltük. A meghatározott 32 bruchida-faj és további, a Curculionidae, Lepidoptera és Hymenoptera taxonokba tartozó fajok segítségével jelentős faunisztikai pontosításokat végezhettünk faj- előfordulás, tápnövény-viszonyok, parazitoid-fauna, gyakoriság stb. tekintetében (lásd az Appendixet).

7.5.2 Az előbb körvonalazott adatok birtokában megvizsgáltuk azt a hipotézist, mely szerint a bruchida magpredátorok kisebb magméretek/tömegek felé szelektálják gazdanövényeiket. Erre a célra magtömeg és bruchida prezencia/abszencia analíziseket végeztünk, figyelembe véve a filogenetikai-ökológiai korrekciót. Azt találtuk, hogy – saját gyűjtéseink alapján – azon növény fajok magtömege, amelyekből Bruchus-fajok keltek szignifikánsan nagyobbak voltak azokhoz képest, amelyekből nem. Ugyanez nem állt a Bruchidius-fajokra, amelyek között a Trifolium- fajokban élők a magtömegtől függetlenek lehetnek, mert több magot fogyaszthatnak el fejlődésük alatt, ami torzítja az összefüggést. A filogenetikai és ökológiai kényszerek közül az ökológiai tényezőket találtuk meghatározóknak. Ebből azt a következtetést vontuk le, hogy a mérsékelt égövi fajok legalább, nem jelentenek szelekciós nyomást a tekintetben, hogy tápnövényeik kisebb magvakkal rendelkezzenek és így mintegy „megszökjenek” fogyasztóik elől.

7.5.2 A gyűjtött autentikus növény- és kinevelt bruchida-fajok alapján lehetőség adódott a tápnövény viszonyok evolúciós elemzésére. Azt a hipotézist állítottuk fel, hogy amennyiben a növény és bruchida oldalakon faj-szinten szoros megfeleléseket (kongruenciát) találunk, akkor azokat koevolúciós viszonyok hozták létre. Más szóval, ahogy azt a koevolúciós elmélet feltételezi, a növény fajok radiációs lehetőségeit a magfogyasztó fajok szelekciós nyomása teremtette meg és majd azok is az új növény fajokra radiáltak. A tápnövény specializáltság a Bruchus és Bruchidius génuszok fajai esetében, külön-külön, az előbbi feltételezés ellenkezőjét mutatták. Megegyezések faji-szinten semmiképpen sem, legfeljebb tribusz-szinten mutatkoztak. A Bruchus-fajok egyetlen tribuszt, a Bruchidius-fajok 7, a Bruchus-fajokkal át nem fedő, tribusz fajain élnek, és a Bruchidius-fajok között nincs olyan, mely két tribusz fajainak magját fogyasztaná. Az eloszlások nem tükröznek kongruenciát.

7.5.3 A Vicia tenuifolia és V. angustifolia, mint két szélsőséget képviselő faj, vonásai alapján növényi és magpredátor stratégiákat állítottam össze, amelyekben fontos életmenet komponensek (magtömeg, magszám, egyéves és évelő jelleg, magbank, apparencia stb.) jelentőségét vettem sorra abból a szempontból, hogy elősegítik-e, vagy akadályozzák-e a pre- DMP-kel kialakuló viszonyt. Úgy gondolom, hogy a mindkét szélsőség sikeres autochton stratégia a növény számára, amelyeket a pre-DM-k nem alakítanak, hanem ezekhez alkalmazkodnak.

120

Irodalomi hivatkozások

Abbott I, Burbidge T, Williams M & P Vanheurck 1992 Arthropod fauna of jarrah (Eucalyptus marginata) foliage in Mediterranean forest of Western-Australia: Spatial and temporal variation in abundance, biomass, guild structure and species composition. Austr J Ecol 17, 263-274. Albrectsen BR 2000 Flowering phenology and seed predation by a tephritid fly: Escape of seeds in time and space. Ecoscience 7, 433-438. Aldridge RJW & RD Pope 1986 The British species of Bruchidius Schilsky (Coleoptera: Bruchidae). Entomol Gazette 37, 181-193. Alexander HM & JD Mihail 2000 Seedling disease in an annual legume: consequences for seedling mortality, plant size, and population seed production. Oecologia 122, 346-353. Alvarez N, Napoles JR, Anton K-W, Benrey B & M Hossaert-McKey 2006 Phylogenetic relationships in the Neotropical bruchid genus Acanthoscelides (Bruchinae, Bruchidae, Coleoptera). J Zool Syst Evol Res 44, 63– 74. Andersen AN 1988 Insect seed predators may cause far greater losses than they appear to. Oikos 52, 337-340. Andersen AN 1989 How important is seed predation to recruitment in stable populations of long-lived perennials? Oecologia 81, 310-315. Anton K-W 1998a Revision of the genus Bruchidius. Part I: The B. seminarius group (Coleoptera: Bruchidae). Stuttgart Beitr Naturkde Ser A 573, 1-13. Anton K-W 1998b Results of the Czechoslovak-Iranian entomological expeditions to Iran 1970, 1973 and 1977. Coleoptera: Bruchidae. Casopis Národního muzea. Rada Prirod 167, 73-90. Anton K-W 2001 Bemerkungen zur Faunistik und Taxonomie mitteleuropäischer Samenkäfer (Coleoptera: Bruchidae). Folia Entomol Hung 62, 43-49. Applebaum SW, Marco S & Y Birk 1969 Saponins as possible factors of resistance of legume seeds to the attack of insects. J Agr Food Chem 17, 618-622. Ashbourne SRC & RJ Putman 1987 Competition, resource-partitioning and species richness in the phytophagous insects of red oak and aspen in Canada and the U.K. Acta Oecol 8, 43-56. Augspurger CK 1981 Reproductive synchrony of a tropical shrub: Experimental studies on effects of pollinators on Hybanthus prunifolius (Violaceae). Ecology 62, 775-788. Auld TD & PJ Myerscough 1986 Population dynamics of the shrub Acacia suaveolens (Sm.) Willd.: Seed production and predispersal seed predation. Austr J Ecol 11, 219-234. Averill AL, Prokopy RJ, MM Sylvia, PP Connor & TTY Wong 1996 Effects of recent experience on foraging in tephritid fruit flies. J Insect Behav 9, 571-583. Avidov Z, MJ Berlinger & SW Applebaum 1965 Physiological aspects of host specificity in the Bruchidae: III. Effect of curvature and surface area on oviposition of Callosobruchus chinensis L. Anim Behav 13, 178-180. Balázs A 1954 A rovarok táplálkozási specializációjának megváltozása. Ann Biol Univ Hung 2 (1952), 19-35. Balogh J 1953 A zoocönológia alapjai. Akadémiai Kiadó, Budapest. Barker AM & CJM Maczka 1996 The relationship between host selection and subsequent larval performance in three free-living graminivorous sawflies. Ecol Entomol 21, 317-327. Barroga CF, AC Laurena & EMT Mendoza 1985 Effect of condensed tannins on the in vitro protein digestibility of mung bean (Vigna radiata (L.) Wilczek). J Agr Food Chem 33, 1157-1159. Barron AB 2001 The life and death of Hopkins’ host selection principle. J Insect Behav 14, 735-737. Bashar A, G Fabres, M Hossaert, M Valero & V Labeyrie 1987 Bruchus affinis and the flowers of Lathyrus latifolius: an example of the complexity of relations between plants and phytophagous insects. In: Labeyrie V, G Fabres & D Lachaise (eds) Insects-Plants. Proc 6th Int Symp Insect-Plant Relat, Pau 1986. Junk Publ., Dordrecht, 189-194. Basky Z 1977 Babzsizsik (Acanthoscelides obtectus Say) tenyésztési kísérletek szójamagvakon. Növényvédelem 13, 14-18. Bell EA 1971 Comparative biochemistry of non-protein amino acids. In: Harborne JB, D Boulter & BL Turner (eds) Chemotaxonomy of Leguminosae. Academic Press, London, 179-206. Bell EA 1972 Toxic amino acids in the Leguminosae. In: Harborne J (ed) Phytochemical Ecology. Academic Press, London and New York, 163-177. Bell EA 1978 Toxins in seeds. In: Harborne JB (ed) Biochemical Aspects of Plant and Animal Coevolution. Academic Press, London, etc., 144-161. Bell EA 1981 Non-protein amino acids in the Leguminosae. In: Polhill RM & PH Raven (eds) Advances in Legume Systematics. Royal Botanic Gardens, Kew, 489-499. Bell EA & ASL Tirimanna 1965 Association of amino acids and related compounds in the seeds of forty-seven species of Vicia: their taxonomic and nutritional significance. Biochem J 97, 104-111.

121

Bell EA, JA Lackey & RM Polhill 1978 Systematic significance of canavanine in the Papilionoideae. Biochem Syst Ecol 6, 201-212. Benn M, J De Grave, C Gnanasunderam & R Hutchins 1979 Host-plant pyrrolizidine alkaloids in Nyctemera annulata Boisduval: Their persistence through the life-cycle and transfer to a parasite. Experientia 35, 731-732. Bentley MD, DE Leonard & RJ Bushway 1984a Solanum alkaloids as larval feeding deterrents for spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Lep., Tortricidae). Ann Entomol Soc Am 77, 401-403. Bentley MD, DE Leonard, WF Stoddard & LH Zalkow 1984b Pyrrolizidine alkaloids as larval feeding deterrents for spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Lep., Tortricidae). Ann Entomol Soc Am 77, 393-397. Bentley MD, MS Rajab, AR Alford, MJ Mendel & A Hassanali 1988 Structure-activity studies of modified citrus limonoids as antifeedants for the Colorado potato beetle larvae, Leptinotarsa decemlineata. Entomol Exp Appl 49, 189-194. Berenbaum MR 1983 Coumarines and caterpillars. A case in coevolution. Evolution 37, 163-179. Berenbaum MR 2001 Chemical mediation of coevolution: Phylogenetic evidence for Apiaceae and associates. Ann Miss Bot Garden 88, 45-59. Bernays EA 1991 Relationship between deterrence and toxicity of plant secondary compounds for the grasshopper Schistocerca americana. J Chem Ecol 17, 2519-2526. Bernays EA 2001 Neural limitations in phytophagous insects: Implications for diet breadth and evolution of host affiliation. Annu Rev Entomol 46, 703-727. Bernays EA & RF Chapman 1994 Host-plant selection by phytophagous insects. Chapman and Hall, New York and London. Bernays EA & MR Weiss 1996 Induced food preferences in caterpillars: the need to identify mechanisms. Entomol Exp Appl 78, 1-8. Bernays EA & M Graham 1988 On the evolution of host specificity in phytophagous arthropods. Ecology 69, 886- 892. Bigger DS 1999 Consequences of patch size and isolation for a rare plant: pollen limitation and seed predation. Nat Areas J 19, 239-244. Birch ANE, MSJ Simmonds & WM Blaney 1989 Chemical interactions between bruchids and legumes. In: Stirton, CH & JL Zarucchi (eds) Advances in Legume Biology. Monographs in Systematics, Missouri Botanical Garden 29, 781-809. Birch N, L Crombie & WM Crombie 1985 Rotenoids of Lonchocarpus salvadorensis: Their effectiveness in protecting seeds against bruchid predation. Phytochemistry 24, 2881-2884. Bishop JG 2002 Early primary succession on Mount St. Helens: Impact of insect herbivores on colonizing lupines. Ecology 83, 191-202. Björkman C, S Larsson & R Bonmarco 1997 Oviposition preferences in pine sawflies: a trade-off between larval growth and defence against natural enemies. Oikos 79, 45-52. Blondel J 2003 Guilds or functional groups: does it matter? Oikos 100, 223-231. Bodor J 2006 Zsizsikek a szomszédból. Kertészet és Szőlészet 34, 15. Boe A & R Wynia 1985 Seed predation, seedling emergence, and rhizome characteristics of American licorice. J Range Manag 38, 400-402. Boe A, B McDaniel & K Robbins 1988 Patterns of American licorice seed predation by Acanthoscelides aureolus (Horn) (Coleoptera: Bruchidae) I South Dakota. J Range Manag 41, 342-345. Borowiec L 1987 The type-material of Bruchus pusillus Germar and B. picipes Germar (Coleoptera, Bruchidae). Polsk Pismo Entomol 57, 591-592. Borowiec L 1988 Bruchidae - Strakowce (Insecta: Coleoptera). Fauna Polski - Fauna Poloniae, Tom. 11. Panstwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa. Bossart JL & JM Scriber 1999 Preference variation in the polyphagous tiger swallowtail butterfly (Lepidoptera: Papilionidae). Environ Entomol 28, 628-637. Braven J, NP Chilcott & C Hawkes 1996 Structure-activity relationships in glucosinolates and other compounds stimulating oviposition in the cabbage root fly (Delia radicum). J Chem Ecol 22, 1567-1578. Bronstein JL 1992 Seed predators as mutualists: Ecology and evolution of the fig pollinator interaction. In: Bernays EA (ed) Insect-Plant Interactions. Vol. 4, CRC Press, Boca Raton, 1-44. Brooks DR & DA McLennan 1991 Phylogeny, Ecology, and Behavior. The University of Chicago Press, Chicago. Brown JH 1987 Variation in desert rodent guilds: Patterns, processes, and scales. In: Gee JHR & PS Giller (eds) Organization of communities. Past and present. Blackwell Scientific Publications, Oxford, etc., 185-203. Brown JH, DW Davidson, JC Munger & RS Inouye 1986 Experimental community ecology: the desert granivore system. In: Diamond J & TJ Case (eds) Community ecology. Harper & Row Publishers, New York, 41-61. Brown VK, AC Gange, IM Evans & AL Storr 1987 The effect of insect herbivory on the growth and reproduction of two annual Vicia species at different stages in plant succession. J Ecol 75, 1173-1189.

122

Brown VK, AC Gange & WD Gibson 1988 Insect herbivory and vegetation structure. In: Werger MJA, PJM van der Aart, HJ During & JTA Verhoeven (eds) Plant Form and Vegetation Structure. SPB Academic Publishing, The Hague, 263-279. Bush GL 1975 Modes of animal speciation. Annu Rev Ecol Syst 6, 339-364. Capasso R, A Evidente, E Tremblay, A Sala, C Santoro, G Cristinzio & F Scognamiglio 1994 Direct and mediated effects on Bactocera oleae (Gmelin) (Diptera, Tephritidae) of natural polyphenols and some of the related synthetic compounds: Structure activity relationships. J Chem Ecol 20, 1189-1199. Casper BB 1988 Post-dispersal seed predation may select for wind dispersal but not seed number per dispersal unit in Cryptantha flava. Oikos 52, 27-30. Center TD & CD Johnson 1974 Coevolution of some seed beetles (Coleoptera: Bruchidae) and their hosts. Ecology 55, 1096-1103. Chacón MI, SB Pickersgill & DG Debouck 2005 Domestication patterns in common bean (Phaseolus vulgaris L.) and the origin of the Mesoamerican and Andean cultivated races. Theor Appl Gen 110, 432–444. Chapman RF 1999 It’s all in the neurons. Entomol Exp Appl 91, 259-265. Charlet LD 2002 Parasitization of the red sunflower seed weevil (Coleoptera: Curculionidae) by its larval parasitoid Triaspis aequoris (Hymenoptera: Braconidae) in cultivated sunflower. Environ Entomol 31, 844-851. Chesson J 1978 Measuring preference in selective predation. Ecology 59, 211-215. Chesson J 1983 The estimation and analysis of preference and its relationship to foraging models. Ecology 64, 1297-1304. Chew FS 1977 Coevolution of pierid butterflies and their cruciferous foodplants. II. The distribution of eggs on potential foodplants. Evolution 31, 568-579. Compton SG & HG Robertson 1988 Complex interactions between mutualists: ants tending homopterans protect fig seeds and pollinators. Ecology 69, 1302-1305. Connell JH 1971 On the role of natural enemies in preventing competitive exclusion in some marine animals and in forest trees. In: den Boer PJ & GR Gradwell (eds) Dynamics of Populations. Centre for Agricultural Publishing and Documentation, Wageningen, 298–312. Connell JH 1983 On the prevalence and relative importance of interspecific competition: evidence from field experiments. Am Nat 122, 661-696. Connor EF & D Simberloff 1979 The assembly of species communities: chance or competition. Ecology 60, 1132- 1140. Corbet SA 1985 Insect chemosensory responses: a chemical legacy hypothesis. Ecol Entomol 10, 143-153. Courtney SP & TT Kibota 1990 Mother doesn’t know best: Selection of hosts by ovipositing insects. In: Bernays EA (ed) Insect-Plant Interactions, Vol. 2, CRC Press, Boca Raton, 161-188. Courtney SP, GK Chen & A Gardner 1989 A general model for individual host selection. Oikos 55, 55-65. Craig TP, JK Itami & PW Price 1989 A strong relationship between oviposition preference and larval performance in a shoot-galling sawfly. Ecology 70, 1691-1699. Craig TP, PW Price, KM Clancy, GL Waring & CF Sacchi 1988 Forces preventing coevolution in the three-trophic- level system: willow, a gall-forming herbivore, and parasitoid. In: Spencer KC (ed) Chemical Mediation of Coevolution. Academic Press, Inc., San Diego, etc. 57-80. Crawley MJ 1983 Herbivory. The Dynamics of Animal-Plant Interactions. Blackwell Scientific Publ., Oxford, etc. Crawley MJ 1989a Insect herbivores and plant population dynamics. Annu Rev Entomol 34, 531-564. Crawley MJ 1989b The relative importance of vertebrate and invertebrate herbivores in plant population dynamics. In: Bernays EA (ed) Insect-Plant Interactions. Vol.1. CRC Press, Boca Raton, 45-71. Crawley MJ 1990 The population dynamics of plants. Phil Trans R Soc, London B 330, 125-140. Crawley MJ 1992. Seed predators and plant population dynamics. In: Fenner M (ed) Seeds: The Ecology of Regeneration in Plant Communities. CAB International, London, 157-191. Crawley MJ 1998 Plant-herbivore dynamics. In: Crawley MJ (ed) Plant Ecology. 2nd ed., Blackwell Science, Oxford, 401-474. Crawley MJ & M Nachapong 1985 The establishment of seedlings from primary and regrowth seeds of ragwort (Senecio jacobaea). J Ecol 73, 255-261. Crisp MD & JJ Doyle 1995 Advances in Legume Systematics. Part 7. Phylogeny. The Royal Botanic Gardens, Kew. Crutsinger GM & NJ Sanders 2005 Aphid-tending ants affect secondary users in leaf shelters and rates of herbivory on Salix hookeriana in a coastal dune habitat. Am Midl Nat 154, 296–304. Cunningham JP & SA West 2001 Host selection in phytophagous insects: a new explanation for learning in adults. Oikos 95, 535-543. D’Arcy A & M Jay 1978 Les flavonoïdes des graines de Lens culinaris. Phytochemistry 17, 826-827. Damman H 1993 Patterns of interactions among herbivore species. In: Stamp NE & TM Casey (eds) Caterpillars. Ecological and Evolutionary Constraints on Foraging. Chapman & Hall, New York, 132-169. David J & BOC van Harrewage 1970 Choix d’un site de ponte chez Drosophila melanogaster: Technique d’etude et variabilité. Rev Comp Anim 4, 82-84.

123

de Boer G & FE Hanson 1984 Food plant selection and induction of feeding preference among host and non-host plants in larvae of the tobacco hornworm, Manduca sexta. Entomol Exp Appl 35, 177-193. Delobel A & B Delobel 2003 Les plantes hôtes des bruches (Coleoptera Bruchidae) de la faune de France, une analyse critique. Bull Mens Soc Linn Lyon 72, 199-221. Delobel B & A Delobel 2006 Dietary specialization in European species groups of seed beetles (Coleoptera: Bruchidae: Bruchinae). Oecologia 149, 428-443. De Luca Y 1970 Catalogue des metazoaires parasites et predateurs de bruchides (Coléoptères). Ann Soc Hort Hist Nat Hérault 110, 1-23. De Luca Y 1977 Catalogue des metazoaires parasites et predateurs des Bruchides (Col.) (Troisième Note). Bull Soc Etud Sci Nat Nîmes 55, 5-22. Denno RF, MS McClure & JR Ott 1995 Interspecific interactions in phytophagous insects: Competition reexamined and resurrected. Annu Rev Entomol 40, 297-331. De Ruiter PC, V Wolters & JC Moore (eds) 2005 Dynamic Food Webs. Multispecies Assemblages, Ecosystem Development and Environmental Change. Theoretical Ecology Series. Academic Press, Amsterdam, etc. Després L & M Cherif 2004 The role of competition in adaptive radiation: a field study on sequentially ovipositing host-specific seed predators. J Anim Ecol 73, 109-116. Desroches P 1983 Développement larvaire d’Acanthoscelides obtectus Say (Col., Bruchidae) en surpeuplement dans le graines de Phaseolus vulgaris et importance des facteurs spatiotemporels. Ann Soc Entomol France 19, 405- 412. De Steven D 1983 Reproductive consequences of insect seed predation in Hamamelis virginiana. Ecology 64, 89- 98. Dethier VG 1937 Gustation and olfaction in lepidopterous larvae. Biol Bull 72, 7-23. Dethier VG 1947 Chemical Insect Attractants and Repellents. Blakiston Press, Philadelphia. Dethier VG 1976 The Hungry Fly. A Physiological Study of the Behavior Associated with Feeding. Harvard University Press, Cambridge. Dethier VG 1987 Analyzing proximate causes of behavior. In: Huettel MD (ed) Evolutionary Genetics of Invertebrate Behavior. Plenum Press, New York, 319-328. Dethier VG, RL Solomon & LH Turner 1965 Sensory input and central excitation and inhibition in the blowfly. J Comp Physiol Psychol 60, 303-313. Diamond JM 1975 Assembly of species communities. In: Cody ML & JM Diamond (eds) Ecology and Evolution of Communities. Belknap Press, Cambridge, 342-444. Diehl SR & GL Bush 1989 The role of habitat preference in adaptation and speciation. In: Otte D & JA Endler (eds) Speciation and Its Consequences. Sinauer, Sunderland, 345-365. Douglass SK, JA Juvik, HJ Pyun & RM Coates 1993 Structure-activity relationships for analogs of (+)-(E)-endo-β- bergamoten-12-oic acid, an oviposition stimulant of Helicoverpa zea (Boddie). J Chem Ecol 19, 11-28. Doyle JJ 1995 DNA data and legume phylogeny: a progress report. In: Crisp MD & JJ Doyle (eds) Advances in Legume Systematics. Part 7. Phylogeny. The Royal Botanic Gardens, Kew, 11-30. Dyar HG 1890 The number of moults of lepidopterous larvae. Psyche 5, 420-422. Edwards GR & MJ Crawley 1999 Herbivores, seed banks and seedling recruitment in mesic grassland. J Ecol 87, 423-435. Egas M & MW Sabelis 2001 Adaptive learning of host preference in an herbivorous arthropod. Ecol Lett 4, 190- 195. Egas M, DJ Norde & MW Sabelis 2003 Adaptive learning in arthropods: spider mites learn to distinguish food quality. Exp Appl Acar 30, 233-247. Ehrlén J 1994 Herbivory, pollen limitation and population dynamics in Lathyrus vernus. Doctoral Dissertation, Stockholm Univ., Stockholm. Ehrlén J 1996 Spatiotemporal variation in predispersal seed predation intensity. Oecologia 108, 708-713. Ehrlén J 2002 Assessing the lifetime consequences of plant-animal interactions for the perennial herb Lathyrus vernus. Persp Plant Ecol Evol Syst 5, 145-163. Ehrlich PR & PH Raven 1964 Butterflies and plants: a study in coevolution. Evolution 18, 586-608. Elias LG, D Fernández & R Bressani 1979 Possible effects of seed coat polyphenols on the nutritional quality of bean products. J Food Sci 44, 524-527. Ellison RL & JN Thompson 1987 Variation in seed and seedling size: the effects of seed herbivores on Lomatium grayi (Umbelliferae). Oikos 49, 269-280. Elton C 1927 Animal Ecology. Sidgwick & Jackson, London. Erdélyi Cs 1966 Termesztett és vadon termő pillangós virágú növények magdarazsai. (Hymenoptera, Chalcidoidea, Bruchophagus et Eurytoma spp.) Növényvédelem 2, 18-27. Erdélyi C, F Szentkirályi & S Manninger 1979 Data to the interrelationship of damages caused by the lucerne seed chalcid (Bruchophagus roddi) and the lucerne seed weevil (Tychius flavus). Acta Phytopath Acad Sci Hung 14, 201-207.

124

Eriksson O 1995 Asynchronous flowering reduces seed predation in the perennial forest herb Actaea spicata. Acta Oecol 16, 195-203. Eriksson O & J Ehrlén 1992 Seed and microsite limitation of recruitment in plant populations. Oecologia 91, 360- 364. Ernst WHO, DJ Tolsma & JE Decelle 1989 Predation of seeds of Acacia tortilis by insects. Oikos 54, 294-300. Evans AMA 1974 Research on the evolution and genetic improvement of grain legumes. J Appl Biol 46, 5-11. Fabres G & C Reymonet 1991 L'induction maternelle de la diapause larvaire chez Dinarmus acutus (Hym.: Pteromalidae). Entomophaga 36, 121-129. Fagundes M, FS Neves & GW Fernandes 2005 Direct and indirect interactions involving ants, insect herbivores, parasitoids, and the host plant Baccharis dracunculifolia (Asteraceae). Ecol Entomol 30, 28-35. Farrell BD & C Mitter 1990 Phylogenesis of insect/plant interactions: have Phyllobrotica leaf beetles (Chrysomelidae) and Lamiales diversified in parallel? Evolution 44, 1389-1403. Farrell BD & C Mitter 1993 Phylogenetic determinants of insect/plant community diversity. In: Ricklefs RE & D Schluter (eds) Species Diversity in Ecological Communities. University of Chicago Press, Chicago, 253-266. Farrell BD & C Mitter 1998 The timing of insect/plant diversification: might Tetraopes (Coleoptera: Cerambycidae) and Asclepias (Asclepiadaceae) have co-evolved? Biol J Linn Soc 63, 553-577. Feder JL 1998 The apple maggot fly, Rhagoletis pomonella. Flies in the face of conventional wisdom about speciation? In: Howard DJ & SH Berlocher (eds) Endless Forms, Species and Speciation. Oxford Univ. Press, Oxford, 130-144. Feeley K 2003 Analysis of avian communities in Lake Guri, Venezuela, using multiple assembly rule models. Oecologia 137, 104-113. Feeny P 1976 Plant apparency and chemical defense. Rec Adv Phytochem 10, 1-40. Fenwick DE & D Oakenfull 1983 Saponin content of food plants and some prepared foods. J Sci Food Agr 34, 186- 191. Fisher AEI, SE Hartley & M Young 2000 Direct and indirect competitive effects of foliar feeding guilds on the performance of the birch leaf-miner Eriocrania. J Anim Ecol 69, 165-176. Floate KD & TG Whitham 1994 Aphid-ant interaction reduces chrysomelid herbivory in a cottonwood hybrid zone. Oecologia 97, 215-221. Fowden L 1970 The non-protein amino acids of plants. In: Reinhold L & Y Liwschitz (eds) Progress in Phytochemistry. Vol. 2. Intersci. Publ., London, etc., 203-266. Fowler HG 1979 Seed predator responses. Oecologia 41, 361-363. Fox CW 1993 A quantitative genetic analysis of oviposition preference and larval performance on two hosts in the bruchid beetle, Callosobruchus maculatus. Evolution 47, 166-175. Fox CW, KJ Waddel & TA Mousseau 1994 Host-associated fitness variation in a seed beetle (Coleoptera: Bruchidae): evidence for local adaptation to a poor quality host. Oecologia 99, 329-336. Fox LR & PA Morrow 1981 Specialization: species property or local phenomenon? Science 211, 887-893. Fraenkel GS 1959 The raison d’être of secondary plant substances. Science 129, 1466-1470. Franson SE & MF Willson 1983 Seed predation and patterns of fruit production in Asclepias syriaca L. Oecologia 59, 370-376. Frenzel M & R Brandl 1998 Diversity and composition of phytophagous insect guilds on Brassicaceae. Oecologia 113, 391-399. Fritz RS 1983 Ant protection of a host plant's defoliator: consequence of an ant-membracid mutualism. Ecology 64, 789-797. Fritz RS & PW Price 1988 Genetic variation among plants and insect community structure: willows and sawflies. Ecology 69, 845-856. Fritz RS, WS Gaud, CF Sacchi & PW Price 1987 Variation in herbivore density among host plants and its consequences for community structure - field studies in willow sawflies. Oecologia 72, 577-588. Futuyma DJ & M Slatkin (eds) 1983 Coevolution. Sinauer Associates, Sunderland. Futuyma DJ 1991 Evolution of host specificity in herbivorous insects: genetic, ecological, and phylogenetic aspects. In: Price PW, TM Lewinsohn, GW Fernandes & WW Benson (eds) Plant-Animal Interactions: Evolutionary Ecology in Tropical and Temperate Regions. J. Wiley & Sons, New York, 431-454. Futuyma DJ & SS McCafferty 1990 Phylogeny and evolution of host plant association in the leaf beetle genus Ophraella (Coleoptera, Chrysomelidae). Evolution 44, 1885-1905. Futuyma DJ, MC Keese & DJ Funk 1995 Genetic constraints on macroevolution: the evolution of host affiliation in the leaf beetle genus Ophraella. Evolution 49, 797-809. Gallé L 1994 Formicoidea közösségek szerveződése. MTA doktori értekezés, Szeged. Gaston KJ 1994 Rarity. Chapman & Hall, London. Gatehouse AMR, FM Dewey, J Dove, KA Fenton & Á Pusztai 1984 Effect of seed lectins from Phaseolus vulgaris on the development of larvae of Callosobruchus maculatus; mechanisms of toxicity. J Sci Food Agr 35, 373- 380.

125

Gee JHR & PS Giller (eds) 1987 Organization of Communities. Past and Present. Blackwell Scientific Publications, Oxford, etc. Gershenzon J & R Croteau 1991 Terpenoids. In: Rosenthal GA & MR Berenbaum (eds) Herbivores: Their Interactions with Secondary Plant Metabolites, 2nd Ed., Vol. 1. The Chemical Participants. Academic Press, Inc., San Diego, etc., 165-219. Gevrenova R, G Kitanov & D Ilieva 2007 Ontogenetic and seasonal variation in the flavonoid composition of Sophora japonica cultivated in Bulgaria. Pharmaceut Biol 45, 149-155. Gibernau M, J Albre, A Dejean & D Barabé 2002 Seed predation in Philodendron solimoesense (Araceae) by chalcid wasps (Hymenoptera). Int J Plant Sci 163, 1017-1023. Glendinning JI 1995 Electrophysiological support for two bitter transduction mechanisms within the same taste receptor of an insect. Chem Senses 20, 697-698. González-Rodríguez A, B Benrey, A Castañeda & K Oyama 2000 Population genetic structure of Acanthoscelides obtectus and A. obvelatus (Coleoptera: Bruchidae) from wild and cultivated Phaseolus spp. (Leguminosae). Ann Entomol Soc Am 93, 1100-1107. Gotelli NJ 2000 Null model analysis of species co-occurrence patterns. Ecology 81, 2606-2621. Gotelli NJ & GR Graves 1996 Null models in ecology. Smithonian Institution Press, Washington and London. Gotelli NJ & GL Entsminger 2001a EcoSim: Null models software for ecology. Version 7.0, Aquired Intelligence Inc. and Kesey-Bear. http://homepages.together.net/~gentsmin/ecosim.htm Gotelli NJ & GL Entsminger 2001b Swap and fill algorithms in null model analysis: rethinking the knight's tour. Oecologia 129, 281-291. Gotelli NJ & DJ McCabe 2002 Species co-occurrence: a meta-analysis of J.M. Diamond’s assembly rules model. Ecology 83, 2091-2096. Gould SJ & RC Lewontin 1979 The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: A critique of the adaptationist programme. Proc R Soc London B 205, 581-598. Graves GR & NJ Gotelli 1993 Assembly of avian mixed-species flocks in Amazonia. Proc Nat Acad Sci USA 90, 1388-1391. Green TW & IG Palmbald 1975 Effects of insect seed predators on Astragalus cibarius and Astragalus utahensis (Leguminosae) Ecology 56, 1435-1440. Grime JP 2001 Plant Strategies, Vegetation Processes, and Ecosystem Properties. John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, etc. György Z 2006 Új zsizsikfaj a júdásfán. Kertészet és Szőlészet 34, 14. Haccou P & E Meelis 1992 Statistical Analysis of Behavioural Data. An Approach Based on Time-Structured Models. Oxford University Press, Oxford. Haines ML, J-F Martin, RM Emberson, P Syrett, TM Withers & SP Worner 2007 Can sibling species explain the broadening of the host range of the broom seed beetle, Bruchidius villosus (F.) (Coleoptera: Chrysomelidae) in New Zealand? N Z Entomol 30, 5-11. Hairston NG, FE Smith & LB Slobodkin 1960 Community structure, population control, and competition. Am Nat 44, 421-425. Halstead DGH 1973 Preliminary biological studies on the pheromone produced by male Acanthoscelides obtectus Say (Col., Bruchidae). J Stored Prod Res 9, 109-117. Hamraoui A & C Regnault-Roger 1995 Oviposition and larval growth of Acanthoscelides obtectus Say (Col., Bruchidae) in regard to host and non-host plants from Leguminosae family. J Appl Entomol 119, 195-199. Hanelt P & D Mettin 1989 Biosystematics of the genus Vicia L. (Leguminosae). Annu Rev Ecol Syst 20, 199-223. Harborne JB, D Boulter & BL Turner 1971 Chemotaxonomy of the Leguminosae. Academic Press, London and New York. Hare JD 1980 Variation in fruit size and susceptibility to seed predation among and within populations of the cocklebur Xanthium strumarium L. Oecologia 46, 217-222. Hare JD & DJ Futuyma 1978 Different effects of variation in Xanthium strumarium L. (Compositae) on two insect seed predators. Oecologia 37, 109-120. Harper JL 1977 Population Biology of Plants. Academic Press, London, etc. Harvey PH & MD Pagel 1991 The Comparative method in Evolutionary Biology. Oxford University Press, Oxford. Hastings A 1987 Can competition be detected using species co-occurrence data? Ecology 68, 117-123. Hauser TP 1994 Germination, predation, and dispersal of Acacia albida seeds. Oikos 71, 421-426. Hawkins BA 1992 Parasitoid-host food webs and donor control. Oikos 65, 159-162. Hawkins BA & NJ Mills 1996 Variability in parasitoid community structure. J Anim Ecol 65, 501-516. Hawkins CP & JA MacMahon 1989 Guilds: The multiple meanings of a concept. Annu Rev Entomol 34, 423-451. Hegnauer R 1988 Biochemistry, distribution and taxonomic relevance of higher plant alkaloids. Phytochemistry 27, 2423-2427. Hendrix SD, Brown VK & H Dingle 1988 Arthropod guild structure during old field succession in a new and an old world site. J Anim Ecol 57, 1053-1065.

126

Herrera CM, P Jordano, J Guitián & A Traveset 1998 Annual variability in seed production by woody plants and the masting concept: Reassessment of principles and relationship to pollination and seed dispersal. Am Nat 152, 576-594. Hines ME, CI Osuala & SS Nielsen 1992 Screening for cysteine proteinase inhibitor activity in legume seeds. J Sci Food Agr 59, 555-557. Hoffmann A 1945 Faune de France. 44. Coléoptères Bruchides et Anthribides. Lechevalier, Paris. Hoffmann A, V Labeyrie & AS Balachowsky 1962 Famille des Bruchidae. In: Balachowsky AS (ed) Traité d’Entomologie Appliquée à l'Agriculture. Vol. 1, Coléoptères, Masson publ., Paris, 434-494. Hoffmann AA 1988 Early adult experience in Drosophila melanogaster. J Insect Physiol 34, 197-204. Holt RD & M Barfield 2003 Impact of temporal variation on apparent competition and coexistence in open ecosystems. Oikos 101, 49-58. Holloway JK 1964 Project in biological control of weeds. In: DeBach P (ed) Biological Control of Pests and Weeds. Chapman and Hall, London, 650-670. Hope JA, DF Horler & DG Rowlands 1967 A possible pheromone of the bruchid Acanthoscelides obtectus Say. J Stored Prod Res 3, 387-388. Hora KH, P Roessingh & SBJ Menken 2005 Inheritance and plasticity of adult host preference in Yponomeuta species: implications for host shifts in specialist herbivores. Entomol Exp Appl 115, 271-281. Horler DF 1970 (-)-Methyl n-tetradeca-trans-2,4,5-trienoate an allenic ester produced by the male-dried bean beetle, Acanthoscelides obtectus Say. J Chem Soc C, 859-862. Horton DR 1995 Statistical considerations in the design and analysis of paired-choice assays. Environ Entomol 24, 179-192. Huang XP & JAA Renwick 1994 Cardenolides as oviposition deterrents to 2 Pieris species: Structure activity relationships. J Chem Ecol 20, 1039-1052. Hubbel SP 1980 Seed predation and coexistence of tree species in tropical forests. Oikos 35, 214-229. Huignard J 1970 Analyse expérimentale de certains stimuli externes influencant l’ovogenèse chez Acanthoscelides obtectus Say (Coleoptera: Bruchidae). L’Influence des Stimuli Externes sur la Gametogenèse des Insectes. Coll Int CNRS 189, 357-380. Huignard J 1976 Interactions between the host-plant and mating upon the reproductive activity of Acanthoscelides obtectus females (Coleoptera, Bruchidae). Symp Biol Hung 16, 101-108. Hulme PE 1996 Herbivory, plant regeneration, and species coexistence. J Ecol 84, 609-615. Hulme PE & CW Benkman 2002 Granivory. In: Herrera CM & O Pellmyr (eds) Plant-Animal Interactions: An Evolutionary Approach. Blackwell Science, Oxford, 132-154. Hutchings MJ 1998 The structure of plant populations. In: Crawley MJ (ed) Plant Ecology. 2nd ed. Blackwell Science, Oxford, 325-358. Hutchinson MR & AA Somogyi 2004 Relationship between 4,5-epoxymorphinan structure and in vitro modulation of cell proliferation. Eur J Pharmac 494, 251-262. Impson FAC, VC Moran & JH Hoffmann 1999 A review of the effectiveness of seed-feeding bruchid beetles in the biological control of mesquite, Prosopis species (Fabaceae), South Africa. Afr Entomol Mem 1, 81-88. Inouye DW & OR Taylor 1979 A temperate region plant-ant-seed predator system – consequences of extra floral nectar secretion by Helianthella quinquenervis. Ecology 60, 1-7. Irwin FW 1958 An analysis of the concepts of discrimination and preference. Am J Psychol 58, 152-163. Islam Z & MJ Crawley 1983 Compensation and regrowth in ragwort (Senecio jacobaea) attacked by cinnabar moth (Tyria jacobaeae). J Ecol 71, 829-843. Isman MB, P Proksch & J-Y Yan 1987 Insecticidal chromenes from the Asteraceae: structure-activity relations. Entomol Exp Appl 43, 87-94. Jaenike J 1978 On optimal oviposition behavior in phytophagous insects. Theor Pop Biol 14, 350-356. Jaenike J 1983 Induction of host preference in Drosophila melanogaster. Oecologia 58, 320-325. Jaenike J 1988 Effects of early adult experience on host selection in insects: Some experimental and theoretical results. J Insect Behav 1, 3-15. Jaenike J & DR Papaj 1992 Behavioral plasticity and patterns of host use by insects. In: Roitberg BD & MB Isman (eds) Insect Chemical Ecology. An Evolutionary Approach. Chapman & Hall, New York, London, 245-264. Jaenike J & D Grimaldi 1983 Genetic variation for host preference within and among populations of Drosophila tripunctata. Evolution 37, 1023-1033. Jakobsson A & O Eriksson 2000 A comparative study of seed number, seed size, seedling size and recruitment in grassland plants. Oikos 88, 494-502. Jaksić FM & RG Medel 1990. Objective recognition of guilds: testing for statistically significant species clusters. Oecologia 82, 87-92. Janz N 1998 Sex-linked inheritance of host-plant specialization in a polyphagous butterfly. Proc R Soc London B 265, 1675-1678.

127

Janzen DH 1969 Seed-eaters versus seed size, number toxicity and dispersal. Evolution 23, 1-27. Janzen DH 1970 Herbivores and the number of tree species in tropical forests. Am Nat 104, 501-528. Janzen DH 1971 Seed predation by animals. Annu Rev Ecol Syst 2, 465-492. Janzen DH 1974 The role of the seed predator guild in a tropical deciduous forest, with some reflections on tropical biological control. In: Jones PD & ME Solomon (eds) Biology in Pest and Disease Control. Blackwell Sci. Publ., Oxford, etc., 3-14. Janzen DH 1975 Interactions of seeds and their insect predators/parasitoids in a tropical deciduous forest. In: Price PW (ed) Evolutionary Strategies of Parasitic Insects and Mites. Plenum Press, New York, 154-186. Janzen DH 1977a How southern cowpea weevil larvae (Bruchidae: Callosobruchus maculatus) die on nonhost seeds. Ecology 58, 921-927. Janzen DH 1977b The interaction of seed predators and seed chemistry. In: Comportement des Insectes et Milieu Trophique. Coll Int CNRS 265, 415-427. Janzen DH 1980a When is it coevolution? Evolution 34, 611-612. Janzen DH 1980b Specificity of seed-attacking beetles in a Costa Rican deciduous forest. J Ecol 68, 929-952. Janzen DH 1981 The defenses of legumes against herbivores. In: Polhill RM & PH Raven (eds) Advances in Legume Systematics. Royal Botanic Gardens, Kew, 951-977. Janzen DH 1983 Physiological ecology of fruits and their seeds. In: Lange OL, PS Nobel, CB Osmond & H Ziegler (eds) Physiological Plant Ecology, Vol. III. Responses to the Chemical and Biological Environment. Springer Verlag, Berlin, 625-656. Janzen DH, HB Juster & EA Bell 1977 Toxicity of secondary compounds to the seed-eating larvae of the bruchid beetle Callosobruchus maculatus. Phytochemistry 16, 223-227. Jarry M 1980 Comparison des fecondités et des pontes d’Acanthoscelides obtectus Say (Col., Bruchidae) en présence de graines et de gousses de Phaseolus vulgaris L. Ann Soc Entomol France 16, 345-349. Jarry M 1984 Histoire naturelle de la bruche du haricot dans un agrosysteme du Sud-Ouest de la France. Contribution a l’étude de la structure et de la dynamique des populations d’Acanthoscelides obtectus Say dans les stocks et les cultures de Phaseolus vulgaris. Thèse Docteur d’État ès Sciences. Jarry M & A Bonet 1982 La bruche du haricot, Acanthoscelides obtectus Say (Coleoptera, Bruchidae), est-elle un danger pour le cowpea, Vigna unguiculata (L.) Walp.? Agronomie 2, 963-968. Jávorka S 1925 Flora Hungarica. Studium, Budapest. Jermy T 1957 A növényevő rovarok táplálékspecializációjának jelentősége a növényvédelem szempontjából. Ann Inst Prot Plant Hung, Budapest, 7, 45-52. Jermy T 1958 Untersuchungen über Auffinden und Wahl der Nahrung beim Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata Say). Entomol Exp Appl 1, 197-208. Jermy T 1961a Fitofág rovarok tájékozódása a fény iránya alapján. Állatt Közl 48, 57-63. Jermy T 1961b Néhány szervetlen só rejektív hatása a burgonyabogár (Leptinotarsa decemlineata Say) imágóira és lárváira. Ann Inst Prot Plant Hung 8, 121-130. Jermy T 1961c On the nature of the oligophagy in Leptinotarsa decemlineata Say. (Coleoptera: Chrysomelidae). Acta Zool Hung 7, 119-132. Jermy T 1965 The role of rejective stimuli in the host selection of phytophagous insects. Proc XIIth Int Congr Entomol, London, 1964, 547. Jermy T 1966 Feeding inhibitors and food preference in chewing phytophagous insects. Entomol Exp Appl 9, 1-12. Jermy T 1971 Az ökológiai és etológiai kutatások helyzete és problémái. Állatt Közl 58, 66-70. Jermy T 1976 Insect - host-plant relationship - co-evolution or sequential evolution? Symp Biol Hung 16, 109-113. Jermy T 1984 Evolution of insect/host plant relationships. Am Nat 124, 609-630. Jermy T 1985 Is there competition between phytophagous insects? Z Zool Syst Evolutionsforsch 23, 275-285. Jermy T 1987 The role of experience in the host selection of phytophagous insects. In: Chapman RF, EA Bernays & JG Stoffolano, Jr (eds) Perspectives in Chemoreception and Behavior. New York: Springer-Verlag, 143-157. Jermy T 1991 Evolutionary interpretations of insect-plant relationships -- a closer look. Proc 7th Symp Insect-Plant Relat. Symp Biol Hung 39, 301-311. Jermy T 1993 Evolution of insect-plant relationships - a devil’s advocate approach. Entomol Exp Appl 66, 3-12. Jermy T & G Sáringer 1955 A burgonyabogár (Leptinotarsa decemlineata Say). Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. Jermy T & Á Szentesi 1978 The role of inhibitory stimuli in the choice of oviposition site by phytophagous insects. Entomol Exp Appl 24, 458-471. Jermy T & Á Szentesi 2003 Evolutionary aspects of host plant specialisation – a study on bruchids (Coleoptera: Bruchidae). Oikos 101, 207-215. Jermy T & K Balázs (eds) 1990 A növényvédelmi állattan kézikönyve. 3b. kötet. Akadémiai Kiadó, Budapest. Jermy T, FE Hanson & VG Dethier 1968 Induction of specific food preference in lepidopterous larvae. Entomol Exp Appl 11, 211-230. Jermy T, EA Bernays & Á Szentesi 1982 The effect of repeated exposure to feeding deterrents on their acceptability to phytophagous insects. Proc 5th Int Symp Insect-Plant Relat, Wageningen, 1982. Pudoc, Wageningen, 25-32.

128

Jermy T, J Horváth & Á Szentesi 1987 The role of habituation in food selection of lepidopterous larvae: the example of Mamestra brassicae L. (Lepid., Noctuidae). In: Labeyrie V, G Fabres & D Lachaise (eds) Insects-Plants. Junk Publishers, Dordrecht, 231-236. Jermy T, Á Szentesi & K-W Anton 2002 Megabruchidius tonkineus (Pic, 1904) (Coleoptera: Bruchidae) first found in Hungary. Folia Entomol Hung 63, 49-51. Jervis M, PN Ferns & CL Boggs 2007 A trade-off between female lifespan and larval diet breadth at the interspecific level in Lepidoptera. Evol Ecol 21, 307-321. Joern A & LR Lawlor 1981 Guild structure in grasshopper assemblages based on food and microhabitat resources. Oikos 37, 93-104. Johnson CD 1990 Coevolution of Bruchidae and their hosts: Evidence, conjecture, and conclusions. In: Fujii K, AMR Gatehouse, CD Johnson, R Mitchell & T Yoshida (eds) Bruchids and Legumes: Economics, Ecology and Coevolution. Kluwer Academics Publishers, Dordrecht, 181-188. Johnson CD & CN Slobodchikoff 1979 Coevolution of Cassia (Leguminosae) and its seed beetle predators (Bruchidae). Environ Entomol 8, 1059-1064. Jones CG & JH Lawton 1991 Plant chemistry and insect species richness of British umbellifers. J Anim Ecol 60, 767-777. Jongejans E, MB Soons, H de Kroon 2006 Bottlenecks and spatiotemporal variation in the sexual reproduction pathway of perennial meadow plants. Basic and Applied Ecology 7, 71-81. Juhász-Nagy P 1972 Elemi preferenciális folyamatok információelméleti modellezése szünbotanikai objektumokon. Kandidátusi értekezés. Budapest. Juhász-Nagy P 1979 A cönológia koegzisztenciális szerkezeteinek modellezése. Akadémiai doktori értekezés. Budapest. Kaszab Z 1962 Levélbogarak – Chrysomelidae. Fauna Hungariae, No. 63, Akadémiai Kiadó, Budapest. Kelly D & V Sork 2002 Mast seeding in perennial plants: Why, how, where? Annu Rev Ecol Syst 33, 427-447. Kelly D, MJ McKone, KJ Bachelor & JR Spence 1992. Mast seeding of Chionochloa (Poaceae) and pre-dispersal seed predation by a specialist fly (Diplotoxa, Diptera: Chloropidae). N Z J Bot 30, 125-133. Kergoat G J, A Delobel & J-F Silvain 2004 Phylogeny and host-specificity of European seed beetles (Coleoptera, Bruchidae), new insights from molecular and ecological data. Mol Phylogen Evol 32, 855–865. Kergoat G J, A Delobel, G Fediere, B Le Ru & JF Silvain 2005 Both host-plant phylogeny and chemistry have shaped the African seed-beetle radiation. Mol Phylogen Evol 35, 602-611. Kinghorn DA & MF Balandrin 1984 Quinolizidine alkaloids of the Leguminosae: structural types, analysis, chemotaxonomy, and biological activities. In: Pelletier SW (ed) Alkaloids: Chemical and Biological Perspectives, John Wiley & Sons, New York, 105-148. Koptur S 1992 Extrafloral nectary-mediated interactions between insects and plants. In: Bernays EA (ed) Insect- Plant Interactions. Vol. 4. CRC Press, Inc., Boca Raton, 81-130. Kruess A & T Tscharntke 1994 Habitat fragmentation, species loss, and biological control. Science 264, 1581-1584. Labeyrie V 1991 Biological traits inconsistent with Panglossism in specialized phytophagous insects. Symp Biol Hung 39, 275-285. Labeyrie V & M Hossaert 1985 Ambiguous relations between Bruchus affinis and the Lathyrus group. Oikos 44, 107-113. Lackey JA 1977 A revised classification of the tribe Phaseoleae (Leguminosae: Papilionoideae), and its relation to canavanine distribution. Bot J Linn Soc 74, 163-178. Lalonde RG & BD Roitberg 1992 On the evolution of masting behavior in trees: Predation of weather? Am Nat 139, 1293-1304. Lambein F, JK Khan & Y-H Kuo 1992 Free amino acids and toxins in Lathyrus sativus seedlings. Planta Medica 58, 380-381. Landolt PJ & O Molina 1996 Host-finding by cabbage looper moths (Lepidoptera: Noctuidae): learning of host odour upon contact with host foliage. J Insect Behav 9, 899-908. Lane GA, DR Biggs, GB Russell, ORW Sutherland, EM Williams, JH Maindonald & DJ Donnell 1985 Isoflavonoid feeding deterrents for Costelytra zealandica. Structure-activity relationships. J Chem Ecol 11, 1713-1735. Langenbuch R 1952 Ist das Fehlen eines “Fraβstoffes” oder das Vorhandensein eines “Vergällungsstoffes” die Ursache für die Resistenz der Wildkartoffel Solanum chacoense Bitt. Gegenüber dem Kartoffelkäfer? Zugleich en Beitrag zur Frage der Monophagie des Kartoffelkäfers. Z Pflanzenkrankheiten 59, 179-189. Larsson S & B Ekbom 1995 Oviposition mistakes in herbivorous insects: confusion or a step towards a new host plants. Oikos 72, 155-160. Lattanzio V, R Terzano, N Cicco, A Cardinali, D Di Venere and V Linsalata 2005 Seed coat tannins and bruchid resistance in stored cowpea seeds. J Sci Food Agr 85, 839-846. Lawton JH 1984a Herbivore community organization: general models and specific tests with phytophagous insects. In: Price PW, CN Slobodchikoff & WS Gaud (eds) A New Ecology. Novel Approaches to Interactive Systems. John Wiley & Sons, New York, 329-383.

129

Lawton JH 1984b Non-competitive populations, non-convergent communities, and vacant niches: the herbivores of bracken. In: Strong DR, Jr, D Simberloff, LG Abele & AB Thistle (eds) Ecological Communities: Conceptual Issues and the Evidence. Princeton University Press, Princeton, 67-100. Lawton JH & DR Strong 1981 Community patterns and competition in folivorous insects. Am Nat 118, 317-338. Leck MA VT Parker & RL Simpson (eds) 1989 Ecology of Soil Seed Banks. Academic Press, Inc., San Diego. Lehsten V & P Harmand 2006 Null models for species co-occurrence patterns: assessing bias and minimum iteration number for the sequential swap. Ecography 29, 786-792. Leishman M & M Westoby 1994 Hypotheses on seed size: tests using the semiarid flora of Western New South Wales, Australia. Am Nat 143, 890-906. Leishman M, M Westoby & E Jurado 1995 Correlates of seed size variation: a comparison among five temperate floras. J Ecol 83, 517-530. Leong KL & EA Dickason 1975 Biology of Dinarmus acutus, a chalcidoid parasite of vetch bruchid. Ann Entomol Soc Am 68, 943-948. Leroi B & M Jarry 1981 Relations d’Acanthoscelides obtectus avec différentes espèces de Phaseolus: Influence sur la fécondité et possibilités de développement larvaire. Entomol Exp Appl 30, 73-82. Levin SA 1992 The problem of pattern and scale in ecology. Ecology 73, 1943-1967. Lewis G, B Schrire, B MacKinder & M Lock 2005 Legumes of the World. Royal Botanic Garden, Kew. Li HL & JJ Willaman 1968 Distribution of alkaloids in angiosperm phylogeny. Econ Bot 22, 239-252. Lindeman RL 1942 The trophic-dynamic aspect of ecology. Ecology 23, 399-418. Liston A 1995 Use of polymerase chain reaction to survey for the loss of the inverted repeat in the legume chloroplast genome. In: Crisp MD & JJ Doyle (eds) Advances in Legume Systematics. Part 7. Phylogeny. The Royal Botanic Gardens, Kew, 31-40. Liu S-S, Z-H Li, Y-Q Liu & MP Zalucki 2005 Experience induced-preference for oviposition repellents derived from a non-host plant by a specialist herbivore. Ecol Lett 8, 722-729. Lockwood JR III 1998 On the statistical analysis of multiple choice preference experiments. Oecologia 116, 475- 481. Louda SM 1982a Distribution ecology: variation in plant recruitment over a gradient in relation to insect seed predation. Ecol Monogr 52, 25-41. Louda SM 1982b Limitations of the recruitment of the shrub Haplopappus squarrosus (Asteraceae) by flower and seed-feeding insects. J Ecol 70, 43-53. Louda SM 1983 Seed predation and seedling mortality in the recruitment of a shrub, Haplopappus venetus (Asteraceae), along a climatic gradient. Ecology 64, 511-521. Louda SM 1995 Effect of seed predation on plant regeneration: Evidence from Pacific Basin Mediterranean scrub communities. In: Arroyo MTK, PH Zedler & MD Fox (eds) Ecology and Biogeography of Mediterranean Ecosystems in Chile, California and Australia. Springer Verlag, New York, 311-344. Louda SM, MA Potvin & SK Collinge 1990 Predispersal seed predation, postdispersal seed predation and competition in the recruitment of seedlings of a native thistle in Sandhills Prairie. Am Midl Nat 124, 105-113. Lukjanovitsh FK & ME Ter-Minassian 1957 Zhestkokrylie. Zhuki-zernovki (Bruchidae). Izdatelstvo Akademii Nauk SSSR, Moskva. Fauna SSSR, XXIV, 1: 1-209. Mack AL 1998 An advantage of large seed size: tolerating rather than succumbing to seed predators. Biotropica 30, 604-608. Mac Nally RC 1983 On assessing the significance of interspecific competition to guild structure. Ecology 64, 1646- 1652. Mahoney NE, JN Roitman & BC Chan 1989 Structure-activity relationship of flavones as growth inhibitors of the navel orangeworm. J Chem Ecol 15, 285-290. Manly BFJ 1985 The statistics of natural selection on animal populations. Chapman and Hill, London. Manly BJF 1991 Randomisation and Monte Carlo Methods in Biology. New York: Chapman & Hall. Manly BFJ 1993 Comments on design and analysis of multiple-choice feeding- preference experiments. Oecologia 93, 149-152. Manly BFJ, P Miller & LM Cook 1972 Analysis of selective predation experiments. Am Nat 106, 719-736. Manly BFJ, LL McDonald & DL Thomas 1993 Resource selection by animals: statistical design and analysis for field studies. Chapman and Hill, London. Mark GA 1982 Induced oviposition preference, periodic environments, and demographic cycles in the bruchid beetle Callosobruchus maculatus. Entomol Exp Appl 32, 155-160. Masters GJ & VK Brown 1997 Host-plant mediated interactions between spatially separated herbivores: effects on community structure. In: Gange AC & VK Brown (eds) Multitrophic Interactions in Terrestrial Systems. Blackwell Scientific, Cambridge, 217-237. Mauricio R 2001 An ecological genetic approach to the study of coevolution. Am Zool 41, 916-927. Mayhew PJ 1997 Adaptive patterns of host-plant selection by phytophagous insects. Oikos 79, 417-428.

130

Mayhew PJ 1998 Testing the preference-performance hypothesis in phytophagous insects: Lessons from Chrysanthemum leafminer (Diptera: Agromyzidae). Environ Entomol 27, 45-52. Mayhew PJ 2001 Herbivore host choice and optimal bad motherhood. T Ecol Evol 16, 165-167. McCann K, J Rasmussen, J Umbanhowar & M Humphries 2005. The role of space, time, and variability in food web dynamics. In: de Ruiter P, V Wolters & JC Moore (eds) Dynamic Food Webs: Multispecies Assemblages, Ecosystem Development, and Environmental Change. Elsevier and Academic Press, Amsterdam, etc., 56-70. McGuire T 1984 Learning in three species of Diptera: the blowfly Phormia regina, the fruit fly Drosophila melanogaster, and the house fly Musca domestica. Behav Gen 14, 479-526. Medvedeva GS (ed) 1978 Opredelitel nasekomikh Europeiskoi tschasti SSSR. Vol.III. Perepontschatokrilie. 2. Nauka, Leningrad. (In Russ.) Menken BJ & P Roessingh 1998 Evolution of insect-plant associations. In: Howard DJ & SH Berlocher (eds) Endless Forms, Species and Speciation. Oxford University Press, Oxford, 145-156. Menken SBJ, WM Herrebout & JT Wiebes 1992 Small ermine moths (Yponomeuta): their host relations and evolution. Annu Rev Entomol 37, 41-88. Messchendorp L, GJZ Gols & JJA van Loon 2000 Behavioural observations of Pieris brassicae larvae indicate multiple mechanisms of action of analogous drimane antifeedants. Entomol Exp Appl 95, 217-227. Messina FJ 1981 Plant protection as a consequence of an ant-membracid mutualism: interactions on goldenrod (Solidago sp.). Ecology 62, 1433-1440. Messina FJ 2004 How labile are the egg-laying preferences of seed beetles? Ecological Entomology 29, 318-326. Milanović D & I Gliksman 2004 Selection responses and quantitative-genetic analysis of preadult performance on two host plants in the bean weevil, Acanthoscelides obtectus. Entomol Exp Appl 113, 125-133. Miller JS & JW Wenzel 1995 Ecological characters and phylogeny. Annu Rev Entomol 40, 389-415. Mitchell R 1975 The evolution of oviposition tactics in the bean weevil, Callosobruchus maculatus (F.). Ecology 56, 696-702. Mitter C, B Farrell & DJ Futuyma 1991 Phylogenetic studies of insect-plant interactions: insights into the genesis of diversity. T Ecol Evol 6, 290-293. Moles AT & M Westoby 2006 Seed size and plant strategy across the whole life cycle. Oikos 113, 91-105. Moles AT, DD Ackerly, CO Webb, JC Tweddle, JB Dickie, AJ Pitman & M Westoby 2005 Factors that shape seed mass evolution. Proc Nat Acad Sci USA 102, 10540-10544. Monks A & D Kelly 2003 Motivation models fail to explain oviposition behaviour in the diamondback moth. Physiol Entomol 28, 199-208. Moore BR 2004 The evolution of learning. Biol Rev 79, 301–335. Moran VC & TRE Southwood 1982 The guild composition of arthropod communities on trees. J Anim Ecol 51, 289-306. Morin PJ 1999 Community Ecology. Blackwell Science, Oxford. Morse GE & BD Farrell 2005 Ecological and evolutionary diversification of the seed beetle genus Stator (Coleoptera: Chrysomelidae: Bruchinae). Evolution 59, 1315–1333. Mucunguzi P 1995 Bruchids and survival of Acacia seeds. Afr J Ecol 33, 175-183. Muschinek G, Á Szentesi & T Jermy 1976 Inhibition of oviposition in the bean weevil (Acanthoscelides obtectus Say, Col., Bruchidae). Acta Phytopathol Acad Sci Hung 11, 91-98. Nathan R & R Casagrandi 2004 A simple mechanistic model of seed dispersal, predation and plant establishment: Janzen-Connell and beyond. J Ecol 92, 733–746. Noda T 2004 Spatial hierarchical approach in community ecology: a way beyond high context-dependency and low predictability in local phenomena. Popul Ecol 46, 105-117. Noldus LPJJ, AJ Spink & RAJ Tegelenbosch 2001 EthoVision: a versatile video tracking system for automation of behavioral experiments. Behav Res Methods Instr Comp 33, 398-414. Noldus LPJJ, RJH Trienes, AHM Hendriksen, H Jansen & RG Jansen 2000 The Observer Video-Pro: new software for the collection, management, and presentation of time-structured data from videotapes and digital media files. Behav Res Methods Instr Comp 32, 197-206. Nosil P, BJ Crespi & CP Sandovar 2002 Host-plant adaptation drives the parallel evolution of reproductive isolation. Nature 417, 440-443. Nufio CR & DR Papaj 2001 Host marking behavior in phytophagous insects and parasitoids. Entomol Exp Appl 99, 273-293. Ofuya TI & PF Credland 1996 The ability of Bruchidius atrolineatus (Pit) (Coleoptera: Bruchidae) to infest and damage seeds of different tropical legumes. J Stored Prod Res 32, 323-328. Ohgushi T 1995 Adaptive behavior produces stability in herbivorous lady-beetle populations. In: Cappuccino N & PW Price (eds) Population dynamics. Academic Press, San Diego, 303-319. Ohgushi T 2005 Indirect interaction webs: herbivore-induced effects through trait change in plants. Annu Rev Ecol Evol Syst 36, 81-105.

131

Oshima K, H Honda & I Yamamoto 1973 Isolation of an oviposition marker from adzuki bean weevil, Callosobruchus chinensis (L.). Agr Biol Chem 37, 2679-2680. Osnas EE & CD Ankney 2003 Null models of North American prairie duck communities: local habitat conditions and temporal scale influence community patterns. Evol Ecol Res 5, 913-932. Ostfeld RS & F Keesing 2000 Pulsed resources and community dynamics of consumers in terrestrial ecosystems. T Ecol Evol 15, 232-237. Papaj DR & RJ Prokopy 1989 Ecological and evolutionary aspects of learning in phytophagous insects. Annu Rev Entomol 34, 315-350. Papp J 1994 A gyakorlati növényvédelem szempontjából jelentős gyilkosfürkészek Magyarországon (Hymenoptera, Braconidae). Növényvédelem 30, 493-507. Parnell JR 1964 The parasite complex of two seed beetles Bruchidius ater (Marsham) (Coleoptera: Bruchidae) and Apion fuscirostre Fabricius (Coleoptera: Curculionidae). Trans R Entomol Soc, London 116, 73-88. Parnell JR 1966 Observations on the population fluctuations and life histories of the beetles Bruchidius ater (Bruchidae) and Apion fuscirostre (Curculionidae) on broom (Sarothamnus scoparius). J Anim Ecol 35, 157- 188. Peeters PJ 2002 Correlation between leaf constituent levels and the densities of herbivorous guilds in an Australian forest. Austr Ecol 27, 658-671. Peterson CH & PE Renaud 1989 Analysis of feeding preference experiments. Oecologia 80, 82-86. Pielou DP & EC Pielou 1968 Association among species of infrequent occurrence: the insect and spider fauna of Polyporus betulinus (Bulliard) Fries. J Theor Biol 21, 202-216. Platt WJ, GR Hill & S Clark 1974 Seed production in a prairie legume (Astragalus canadensis L.). Interaction between pollination, predispersal seed predation and plant density. Oecologia 17, 55-63. Podlussány A, T Jermy & Á Szentesi 2001 On the leguminous host plants of seed predator weevils (Coleoptera: Apionidae, Curculionidae). Acta Zool Hung 47, 285-299. Polhill RM & PH Raven (eds) 1981 Advances in Legume Systematics. Royal Botanic Gardens, Kew, England. Polis GA & DR Strong 1996 Food web complexity and community dynamics. Am Nat 147, 813-846. Polis GA & KO Winemiller (eds) 1996 Food Webs. Integration of patterns and Dynamics. Chapman & Hall, New York. Pouzat J 1970 Rôle des organes sensoriels céphaliques dans l’ovogenèse et l’émission chez la bruche du haricot Acanthoscelides obtectus Say. In: L’influence des stimuli externes sur la gamétogenèse des insectes. Coll Int CNRS 189, 381-400. Pouzat J 1975 Analyse experimentale du role de l’ovitube dans le comportement de ponte de labruche du haricot (Acanthoscelides obtectus Say – Coleoptera, Bruchidae). Behaviour 54, 258-277. Pouzat L 1981 The role of sense organs in the relations between bruchids and their host plants. In: Labeyrie V (ed) The Ecology of Bruchids Attacking Legumes (Pulses). Dr. W. Junk Publishers, The Hague, 61-72. Price ML, AE Hagerman & LG Butler 1980 Tannin content of cowpeas, chickpeas, pigeon peas, and mung beans. J Agr Food Chem 28, 459-461. Price PW 1983 Hypotheses on organization and evolution in herbivorous insect communities. In: Denno RF & MS McClure (eds) Variable plants and herbivores in natural and managed systems. Academic Press, New York, 559-596. Price PW, CE Bouton, P Gross, PA McPheron, JN Thompson & AE Weis 1980 Interactions among three trophic levels: influence of plants on interactions between insect herbivores and natural enemies. Annu Rev Ecol Syst 11, 41-65. Prokopy RJ 1981 Epideictic pheromones regulating spacing patterns of phytophagous insects. In: Nordlund DA, RL Jones & WJ Lewis (eds) Semiochemicals: Their Role in Pest Control. Wiley and Sons, New York, 181-213. Prokopy RJ, SS Cooley & DR Papaj 1993 How well can relative specialist Rhagoletis flies learn to discriminate fruit for oviposition? J Insect Behav 6, 167-176. Putman RJ 1996 Community Ecology. Chapman & Hall, London. Rathcke BJ 1976 Competition and coexistence within a guild of herbivorous insects. Ecology 57, 76-87. Rausher MD 1983 Conditioning and genetic variation as causes of individual variation in the oviposition behaviour of the tortoise beetle, Deloyala guttata. Anim Behav 31, 743-747. Reddy NR, MD Piersson, SK Sath & DK Salunkhe 1985 Dry bean tannins: a review of nutritional implications. J Am Oil Chem Soc 62, 541-549. Rehr SS, DH Janzen & PP Feeny 1973a L-Dopa in legume seeds: a chemical barrier to insect attack. Science 181, 81-82. Rehr SS, EA Bell, DH Janzen & PP Feeny 1973b Insecticidal amino acids in legume seeds. Biochem Syst 1, 63-67. Renault CK, LM Buffa & MA Delfino 2005 An aphid-ant interaction: effects on different trophic levels. Ecol Res 20, 71-74. Rice KJ 1989 Impacts of seed banks on grassland community structure and population dynamics. In: Leck, MA, VT Parker & RL Simpson (eds) Ecology of Soil Seed Banks. Academic Press, Inc., San Diego, 211-230.

132

Risch SJ & CR Carroll 1986 Effects of seed predation by a tropical ant on competition among weeds. Ecology 67, 1319-1327. Roa R 1992 Design and analysis of multiple-choice feeding-preference experiments. Oecologia 89, 509-515. Root RB 1973 Organization of a plant-arthropod association in simple and diverse habitats: the fauna of collards (Brassica oleracea). Ecol Monogr 43, 95-124. Rosenheim JA & D Rosen 1991 Foraging and oviposition decisions in the parasitoid Aphytis lingnanensis: distinguishing the influences of egg load and experience. J Anim Ecol 60, 873-893. Rosenthal GA 1981 Role of allelochemics in the specialisation of trophic relations between bruchids and legumes. In: Labeyrie V (ed) The ecology of bruchids attacking legumes (pulses). Dr. W. Junk Publishers, The Hague, 97-100. Rosenthal GA 1983 Biochemical adaptations of the bruchid beetle, Caryedes brasiliensis to L-canavanine, a higher- plant allelochemical. J Chem Ecol 9, 803-815. Rosenthal GA & DH Janzen (eds) 1979 Herbivores: Their Interactions with Secondary Plant Metabolites, 1st Ed., Academic Press, New York. Rosenthal GA & MR Berenbaum (eds) 1991 Herbivores: Their Interactions with Secondary Plant Metabolites, 2nd Ed., Vol. 1. The Chemical Participants. Academic Press, Inc., San Diego. Roskov YR, FA Bisby, JL Zarucchi, BD Schrire & RJ White (eds) 2005 ILDIS World Database of Legumes: draft checklist, version 10 (November 2005). ILDIS, Reading, U.K. Sadeghi H & F Gilbert 2000 Oviposition preferences of aphidophagous hoverflies. Ecol Entomol 25, 91-100. Sakai A, H Honda, K Oshima & I Yamamoto 1986 Oviposition marking pheromone of two bean weevils, Callosobruchus chinensis and Callosobruchus maculatus. J Pest Sci 11, 163-168. Sallabanks R & SP Courtney 1992 Frugivory, seed predation and insect-vertebrate interactions. Annu Rev Entomol 37, 377-400. Sanderson MJ & A Liston 1995 Molecular phylogenetic systematics of Galegeae, with special reference to Astragalus. In: Crisp MD & JJ Doyle (eds) Advances in Legume Systematics. Part 7. Phylogeny. The Royal Botanic Gardens, Kew, 331-350. Scheirs J, L De Bruyn & R Verhagen 2000 Optimization of adult performance determines host choice in a grass miner. Proc R Soc London B – Biol Sci 267, 2065-2069. Scheirs J, TG Zoebosch, DJ Schuster & L De Bruyn 2004 Optimal foraging shapes host preference of a polyphagous leafminer. Ecol Entomol 29, 375-379. Schluter D 1984 A variance test for detecting species associations, with some example applications. Ecology 65, 998-1005. Schoener TW 1983 Field experiments on interspecific competition. Am Nat 122, 240-285. Schoener TW 1986 Overview: Kinds of ecological communities – Ecology becomes pluralistic. In: Diamond L & TJ Case (ed) Community Ecology. Harper & Row Publishers, New York, 467-479. Schonrogge K, GN Stone & MJ Crawley 1995 Spatial and temporal variation in guild structure: parasitoids and inquilines of Andricus quercuscalicis (Hymenoptera: Cynipidae) in its native and alien ranges. Oikos 72, 51-60. Schoonhoven LM 1983 The role of chemoreception in hostplant finding and oviposition in phytophagous Diptera. In: Cavalloro R (ed) Fruit Flies of Economic Importance. A.A. Balkema, Rotterdam, 240-247. Schoonhoven LM, T Jermy & JJA van Loon 1998 Insect-Plant Biology. From Physiology to Evolution. Chapman & Hall, London. Sevenster JG 1996 Aggregation and coexistence. I. Theory and analysis. J Anim Ecol 65, 297-307. Sevenster JG & JJM van Alphen 1996 Aggregation and coexistence. II. A neotropical Drosophila community. J Anim Ecol 65, 308-324. Sheppard AW, JM Cullen & J-P Aeschlimann 1994 Predispersal seed predation on Carduus nutans (Asteraceae) in Southern Europe. Acta Oecol 15, 529-541. Sheppard A, M Haines & T Thomann 2006 Native-range research assists risk analysis for non-targets in weed biological control: the cautionary tale of the broom seed beetle. Austr J Entomol 45, 292–297. Shorrocks B, J Rosewell, K Edwards & W Atkinson 1984 Interspecific competition is not a major organizing force in many insect communities. Nature 310, 310-312. Siemens DH & CD Johnson 1992 Density-dependent egg parasitism as a determinant of clutch size in bruchid beetles (Coleoptera, Bruchidae). Environ Entomol 21, 610-619. Siemens DH, CD Johnson & KV Ribardo 1992 Alternative seed defense mechanisms in congeneric plants. Ecology 73, 2152-2166. Silvertown JW 1981 The evolutionary ecology of mast seeding in trees. Biol J Linn Soc 14, 235-250. Simberloff D, L Stone & T Dayan 1999 Ruling out community assembly rule: The method of favoured states. In: Weiher E & P Keddy (eds) Ecological assembly rules. Perspectives, Advances, Retreats. Cambridge University Press, Cambridge, 58-74. Singer MC 1986. The definition and measurement of oviposition preference in plant-feeding insects. In: Miller JR & TA Miller (eds) Insect-Plant Interactions. Springer Verlag, New York, 65-94.

133

Singer MC, D Vasco, C Parmesan, CD Thomas & D Ng 1992 Distinguishing between “preference” and “motivation” in food choice: an example from insect oviposition. Anim Behav 44, 463-471. Sokal RR & FJ Rohlf 1981 Biometry. 2nd ed. Freeman & Co., New York. Soó R 1966 A magyar flóra és vegetáció rendszertani-növényföldrajzi kézikönyve. II. Akadémiai Kiadó, Budapest. Soó R & Kárpáti Z 1968 Növényhatározó. Magyar Flóra. Harasztok-Virágos Növények. Vol. II. Tankönyvkiadó, Budapest. Southwood TRE 1996 Natural communities: structure and dynamics. Phil Trans R Soc London B 351, 1113-1129. Stadler B & AFG Dixon 2005 Ecology and evolution of aphid-ant interactions. Annu Rev Ecol Evol Syst 36, 345- 372. Stamopoulos DC 1988 Toxic effect of lignin extracted from the tegument of Phaseolus vulgaris seeds on the larvae of Acanthoscelides obtectus (Say) (Col., Bruchidae). J Appl Entomol 105, 317-320. Stamopoulos DC & J Huignard 1980 L’influence des diverses parties de la graine de haricot (Phaseolus vulgaris) sur le développement des larves d’Acanthoscelides obtectus (Coléoptère Bruchidae). Entomol Exp Appl 28, 38- 46. StatSoft Inc 2003 STATISTICA (data analysis software system), version 6. www.statsoft.com. Steffan JR 1981 The parasites of bruchids. In: Labeyrie V (ed) The Ecology of Bruchids Attacking Legumes. Series Entomol. Vol. 19. Dr. W. Junk Publ., The Hague, etc., 223-229. Stephens DW & JR Krebs 1986 Foraging Theory. Princeton University Press, Princeton. Stephenson AG 1981 Flower and fruit abortion: proximate causes and ultimate functions. Annu Rev Ecol Syst 12, 253-279. Stone L & A Roberts 1990 The checkerboard score and species distributions. Oecologia 85, 74-79. Strauss SY & RE Irwin 2004 Ecological and evolutionary consequences of multispecies plant-animal interactions. Annu Rev Ecol Evol Syst 35, 435-466. Strejček J 1990 Brouci čeledi, Bruchidae, Urodonidae a Anthribidae. Academia, Praha. Strong DR Jr 1984 Exorcising the ghost of competition past: phytophagous insects. In: Strong DJ Jr, D Simberloff, LG Abele & AB Thistle (eds) Ecological Communities. Conceptual Issues and the Evidence. Princeton University Press, Princeton, 28-41. Strong DR, JH Lawton & R Southwood 1984 Insects on Plants. Community Patterns and Mechanisms. Blackwell Sci. Publ., Oxford. Szentesi Á 1972a Populációcsökkentési kísérletek sugársteril babzsizsik imágók (Acanthoscelides obtectus Say, Col.: Bruchidae) alkalmazásával. Növényvéd Korsz 6, 5-17. Szentesi Á 1972b Studies on the mass-rearing of Acanthoscelides obtectus Say (Col., Bruchidae). Acta Phytopathol Acad Sci Hung 7, 453-463. Szentesi Á 1976 The effect of the amputation of head appendages on the oviposition of the bean weevil, Acanthoscelides obtectus Say (Col., Bruchidae). Symp Biol Hung 16, 203-209. Szentesi Á 1981 Pheromone-like substances affecting host-related behaviour of larvae and adults in the dry bean weevil, Acanthoscelides obtectus. Entomol Exp Appl 30, 219-226. Szentesi Á 1989 Preference for magnesium-treated leguminous seeds in egg-laying been weevil (Acanthoscelides obtectus Say, Col., Bruchidae). J Chem Ecol 15, 1545-1558. Szentesi Á 1990 Rovar-növény kapcsolat toxikológiai kérdései. In: Darvas B (ed) A növényvédelmi rovarélettan és toxikológia alapjai. Egyetemi jegyzet, Debreceni Agr. Egyet., Debrecen, 78-97. Szentesi Á 1999 Predispersal seed predation of the introduced false indigo, Amorpha fruticosa L. in Hungary. Acta Zool Hung 45, 125-141. Szentesi Á 2003 Resource assessment and clutch size in the bean weevil, Acanthoscelides obtectus. Pest Manag Sci 59, 431-436. Szentesi Á 2006 Pre-dispersal seed predation by Bruchidius villosus (Coleoptera, Bruchidae) in Laburnum anagyroides (Leguminosae, Genisteae). Comm Ecol 7, 13-22. Szentesi Á & EA Bernays 1984 A study of behavioural habituation to a feeding deterrent in nymphs of Schistocerca gregaria. Physiol Entomol 9, 329-340. Szentesi Á & T Jermy 1990 The role of experience in host plant choice by phytophagous insects. In: Bernays EA (ed) Insect-Plant Interactions. Vol. II. CRC Press, Boca Raton, 39-74. Szentesi Á & M Wink 1991 Fate of quinolizidine alkaloids through three trophic levels: Laburnum anagyroides and associated organisms. J Chem Ecol 17, 1557-1573. Szentesi Á & T Jermy 1995 Predispersal seed predation in leguminous species: seed morphology and bruchid distribution. Oikos 73, 23-32. Szentesi Á & Török J 1997 Állatökológia. Egyetemi jegyzet. ELTE, TTK. Kovásznai Kiadó, Budapest, 364. Szentesi Á & Jermy T 1998 Leguminosae-fajokon élő magfogyasztó rovar-guildek: közösségszerkezet és kölcsönhatások. In: Fekete G (szerk) A Közösségi Ökológia Frontvonalai. 105-113. Szentesi Á & Jermy T 1999 A preferencia értékelésének problémái. Állatt Közl 84, 3-19.

134

Szentesi Á & T Jermy 2003 Pre-dispersal seed predation and seed limitation in an annual legume. Basic Appl Ecol 3, 207-218. Szentesi Á, PD Greany & DL Chambers 1979 Oviposition behavior of laboratory-reared and wild Caribbean fruit flies (Anastrepha suspensa; Diptera: Tephritidae): I. Selected chemical influences. Entomol Exp Appl 26, 227- 238. Szentesi Á, T Jermy & V Takács 1996 Niche relations in Vicia-inhabiting Bruchus spp. Entomol Exp Appl 80, 152- 155. Szentesi Á, D Schmera & T Jermy 2006 Spatial and temporal organisation of the pre-dispersal seed predator guild in a perennial legume, Vicia tenuifolia. Ecol Entomol 31, 114-122. Szurdoki F, Á Szentesi, MT Abdel-aal, A Székács, J Horváth, K Bauer, G Matolcsy & T Jermy 1991 Novel feeding deterrents against the Colorado potato beetle. In: Hrdy I (ed) Insect Chemical Ecology. Academia, Praha. (Proc. Conf. Insect Chem. Ecol., Tabor, 1990), 251-254. Takakura K 2002 The specialist seed predators Bruchidius dorsalis (Coleoptera: Bruchidae) plays a crucial role in the seed germination of its host plant, Gleditsia japonica (Leguminosae). Funct Ecol 16, 252-257. Takasu K & WJ Lewis 2003 Learning of searching cues by the larval parasitoid Microplitis croceipes. Entomol Exp Appl 108, 77-86. Terborgh J & S Robinson 1986 Guilds and their utility in ecology. In: Kikkawa J & DJ Anderson (eds) Community Ecology. Blackwell Sci., Palo Alto, 65-90. Thibout E, J Auger & M Dakkouni 1985 Conservation à court terme de l'information chimique issue de la plante- hôte lors de la ponte chez la teigne du poireau (Lépidoptère) (Hyponomeutoidea). Comp R Acad Sci, sér 3, 300, 489-492. Thiery D 1981 Etude du comportement des larves neonates d’Acanthoscelides obtectus Say (Coleoptère, Bruchidae) en presence des graines de leur plante-hôte Phaseolus vulgaris L. Thèse Docteur d’État ès Sciences. Thiery D 1982 Influence de la teneur en eau et de la dureté du tégument des graines de Phaseolus vulgaris sur la fréquence de pénétration des larves néonates d’Acanthoscelides obtectus. Entomol Exp Appl 32, 141-145. Thiery D 1984 Hardness of some fabaceous seed coats in relation to larval penetration by Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae). J Stored Prod Res 20, 177-181. Thompson JN 1988a Evolutionary ecology of the relationship between oviposition preference and performance of offspring in phytophagous insects. Entomol Exp Appl 47, 3-14. Thompson JN 1988b. Variation in preference and specificity in monophagous and oligophagous swallowtail butterflies. Evolution 42, 118-128. Thompson JN 1994 The Coevolutionary Process. The University of Chicago Press, Chicago. Thompson JN 1999 What we know and do not know about coevolution: insect herbivores and plants as a test case. In: Olff H, VK Brown & RH Drent (eds) Herbivores: Between Plants and Predators. Blackwell Science, Oxford, 7-30. Thompson JN 2005 The Geographic Mosaic of Coevolution. The University of Chicago Press, Chicago. Thorpe WH 1939 Further studies on pre-imaginal olfactory conditioning in insects. Proc R Soc, London B 127, 424- 433. Thorpe WH 1956 Learning and Instinct in Animals. Methuen and Co., Ltd., London. Thorpe WH & FGW Jones 1937 Olfactory conditioning and its relation to the problem of host selection. Proc R Soc, London B 124, 56-81. Thorsteinson AJ 1955 The experimental study of the chemotactic basis of host specificity in phytophagous insects. Can Entomol 87, 49-57. Traynier RMM 1979 Long-term changes in the oviposition behaviour of the cabbage butterfly, Pieris rapae, induced by contact with plants. Physiol Entomol 4, 87-96. Traveset A 1991 Pre-dispersal seed predation in Central American Acacia farnesiana: factors affecting the abundance of co-occurring bruchid beetles. Oecologia 87, 570-576. Tucić N, S Mikuljanac & O Stojković 1997 Genetic variation and covariation among life-history traits in population of Acanthoscelides obtectus maintained on different hosts. Entomol Exp Appl 85, 247-256. Turnbull LA, MJ Crawley & M Rees 2000 Are plant populations seed-limited? A review of seed sowing experiments. Oikos 88, 225-238. Tutin TG, VH Heywood, NA Burges, DM Moore, DH Valentine, SM Walters & DA Webb 1968 Flora Europaea. Vol. 2. Rosaceae to Umbelliferae. Cambridge University Press, Cambridge. Umeya K & T Kato 1970 Studies on the comparative ecology of bean weevils. V. Distribution of eggs and larvae of Acanthoscelides obtectus in relation to its oviposition and boring behaviour. Res Popul Ecol 12, 35-50. Vander Wall SB 2001 The evolutionary ecology of nut dispersal. Bot Rev 67, 74-117. Van Drongelen W & JJA van Loon 1980 Inheritance of gustatory sensitivity in F1 progeny of crosses between Yponomeuta cagnagellus and Y. malinellus (Lepidoptera). Entomol Exp Appl 28, 199-203. Varley GC, GR Gradwell & MP Hassel 1973 Insect Population Ecology: An Analytical Approach. Blackwell Sci. Publ., London.

135

Vázquez DP & MA Aizen 2003 Null model analyses of specialization in plant-pollinator interactions. Ecology 84, 2493-2501. Vermeij GJ 1994 The evolutionary interaction among species: Selection, escalation, and coevolution. Annu Rev Ecol Syst 26, 219-236. Via S 1986 Genetic covariance between oviposition preference and larval performance in an insect herbivore. Evolution 40, 778-785. Vukasović P, S Glumac & A Martinović 1961 Contribution a l’étude de la polyphagie de la bruche du haricot (Acanthoscelides obtectus Say). Lepto Naućn Radova Poljopriv Fakul Novom Sadu 5, 1-35. (Szerbül.) Wahlberg N 2001 The phylogenetics and biochemistry of host-plant specialization in melittaeine butterflies (Lepidoptera: Nymphalidae). Evolution 55, 522-537. Waller DM 1993. How does mast-fruiting get started? T Ecol Evol 8, 122-124. Waller GR & EK Nowacki 1978 Alkaloid Biology and Metabolism in Plants. Plenum Press, New York. Waloff N 1968 Studies on the insect fauna of Scotch broom Sarothamnus scoparius (L.) Wimmer. Adv Ecol Res 5, 87-208. Wasserman SS 1986. Genetic variation in adaptation to foodplants among populations of the southern cowpea weevil, Callosobruchus maculatus: Evolution of oviposition preference. Entomol Exp Appl 42, 201-212. Watkinson AR 1986 Plant population dynamics. In: Crawley MJ (ed) Plant Ecology. Blackwell Sci. Publ., Oxford, etc., 137-184. Weiher E & P Keddy 1999 (eds) Ecological Assembly Rules. Perspectives, Advances, Retreats. Cambridge University Press, Cambridge. Wendt H 1981 Eine für Südost-Europa neue Samenkäfer-Art (Coleoptera: Bruchidae). Folia Entomol Hung 42, 223- 226. Weppler T, P Stoll & J Stocklin 2006 The relative importance of sexual and clonal reproduction for population growth in the long-lived alpine plant Geum reptans. J Ecol 94, 869-879. Wertheim B, JG Sevenster, IEM Eijs & JJM van Alphen 2000 Species diversity in a mycophagous insect community: the case of spatial aggregation vs. resource partitioning. J Anim Ecol 69, 335-351. Westoby M, E Jurado & M Leishman 1992 Comparative evolutionary ecology of seed size. T Ecol Evol 7, 368-372. Westoby M, M Leishman & J Lord 1996 Comparative ecology of seed size and dispersal. Phil Trans R Soc, London B 351, 1309-1318. Westoby M, DS Falster, AT Moles, PA Vesk & IJ Wright 2002 Plant ecological strategies: Some leading dimensions of variation between species. Annu Rev Ecol Syst 33, 125-159. Wiens D 1984 Ovule survivorship, brood size, life history, breeding systems, and reproductive success in plants. Oecologia 64, 47-53. Wiens JA 1984 On understanding a non-equilibrium world: myth and reality in community patterns and processes. In: Strong DR Jr, D Simberloff, LG Abele & AB Thistle (eds) Ecological Communities: Conceptual Issues and the Evidence. Princeton University Press, Princeton, 439-457. Wiklund C 1975 The evolutionary relationship between adult oviposition preferences and larval host plant range in Papilio machaon. Oecologia 18, 185-197. Wilde J de, R Slooff & W Bongers 1960 A comparative study of feeding and oviposition preference on the Colorado beetle (Leptinotarsa decemlineata Say). Meded Landbouw Opzoekingsstat Staat Gent 25, 1340-1346. Willson MF 1983 Plant Reproductive Ecology. Wiley, New York. Wink M 1983 Wounding-induced increase of quinolizidine alkaloid accumulation in lupin leaves. Z Naturforsch 38c, 905-909. Wink M 1984a N-Methylation of quinolizidine alkaloids: an S-adenosyl-L-methionine:cytisine N-methyltransferase from Laburnum anagyroides plants and cell cultures of L. alpinum and Cytisus canariensis. Planta 161, 339- 344. Wink M 1984b Biochemistry and chemical ecology of lupin alkaloids. Proc 3rd Int Lupin Congr, La Rochelle, 326- 343. Wink M 1984c Chemical defense of lupins. Mollusc-repellent properties of quinolizidine alkaloids. Z Naturforsch 39c, 553-558. Wink M 1985 Chemische Verteidigung der Lupinen: Zur biologischen Bedeutung der Chinolizidinalkaloide. Plant Syst Evol 150, 65-81. Wink M & P Römer 1986 Acquired toxicity - the advantages of specializing on alkaloid-rich lupins to Macrosiphon albifrons (Aphidae). Naturwiss 73, 210-212. Wink M, T Hartmann, L Witte & J Rheinheimer 1982 Interrelationship between quinolizidine alkaloid producing legumes and infesting insects - exploitation of the alkaloid-containing phloem sap of Cytisus scoparius by the broom aphid Aphis cytisorum. Z Naturforsch 37c, 1081-1086. Wink M, L Witte, T Hartmann, C Theuring & V Volz 1983 Accumulation of quinolizidine alkaloids in plants and cell suspension cultures: genera Lupinus, Cytisus, Baptisia, Genista, Laburnum and Sophora. Planta Medica 48, 253-257.

136

Withers TM 1997 Changes in plant attack over time in no-choice tests: an indicator of specificity. Proc 50th N Z Plant Prot Conf, 214-217. Withers TM 1999 Examining the hierarchy threshold model in a no-choice feeding assay. Entomol Exp Appl 91, 89- 95 Yamamoto RT & GS Fraenkel 1960 The specificity of the tobacco hornworm, Protoparce sexta, to solanaceous plants. Ann Entomol Soc Am 53, 503-507. Yano K 1986 Relationships between chemical structure of phenylalkynes and their antifeeding activity for larvae of a cabbage butterfly. Insect Biochem 16, 717-720. Zacher F 1952a Die Nährpflanzen der Samenkäfer. Z Ang Entomol 33, 210-217. Zacher F 1952b Die Nährpflanzen der Samenkäfer. Z Ang Entomol 33, 460-480. Zampetti MF 1993 Una nuova specie di Bruchus del Libano (Coleoptera, Bruchidae). Frag Entomol, Roma 24, 215- 218. Zhang P-J & S-S Liu 2006 Experience induces a phytophagous insect to lay eggs on a nonhost plant. J Chem Ecol 32, 745-753. Zwölfer H 1979 Strategies and counterstrategies in insect population systems competing for space and food in flower heads and plant galls. Fortsch Zool 25, 331-353. Zwölfer H 1980 Distelblütenköpfe als ökologische Kleinsysteme: Konkurrenz und Koexistenz in Phytophagenkomplexen. Mitt Deutsch Ges Allg Ang Entomol 2, 21-37. Zwölfer H 1988 Evolutionary and ecological relationships of the insect fauna of thistles. Annu Rev Entomol 33, 103-122. Zwölfer H & B Stadler 2004 The organization of phytophagous guilds in Cardueae flower heads: conclusions from null models. Evol Ecol Res 6, 1201-1218.

137

Köszönetnyilvánítás

Legnagyobb hálával feleségemnek, Erikának tartozom, aki egész kutatói pályám során soha nem csökkenő szeretettel és gondoskodással vett körül, tolerálta a szakmához fűződő második „viszonyomat” és nyugalmas légkört biztosított egy életet kitöltő szenvedélynek, amely sajnos gyakran lépte túl az elviselhető mértéket és okozhatott nehéz perceket az egész család számára.

A munkámat, szakmai fejlődésemet és gondolkodásomat alapvetően befolyásolta Jermy Tibor, aki atyai szeretettel egyengette pályámat és teremtette meg a nyugodt kutatás munkahelyi légkörét. Kölcsönösen megosztottuk azt az örömöt, ami az intellektuális kíváncsiság és erőfeszítés jutalma az eredmények megszületésekor és a hozzájuk kapcsolódó gondolatok megbeszélése során. Folyamatosan és kérlelhetetlen logikával gyomlálta szakmai hibáimat. Igényessége és pontossága példaképül szolgált kutatói pályám egész ideje alatt.

Az MTA Növényvédelmi Kutatóintézete mindenkori vezetői jóindulattal tekintettek tevékenységemre és éreztették megbecsülésüket. Az Intézet volt az első munkahelyem, és bár 30 évi kutatómunka után az oktatás területére szegődtem, kapcsolatom ezt követően is kollegiális maradt mindenkivel.

Igen sok munkatárs volt segítségemre az évek során, akiknek hozzájárulása nélkül nem juthattam volna el eddig az értekezésig: Hornok Lászlóné, Mydlo Antalné, Ferencz Klára, Tihanyi Terézia, Horváth Judit, Ujj Tamásné, Szabó Sándor, Nágl Erzsébet, Gomola Istvánné és mások. Valamennyiüknek köszönöm segítőkészségüket.

Kutató kollégáimnak rendkívül sokat köszönhetek szakmai beszélgetésekért. Hálás vagyok a kísérletekben nyújtott segítségükért, kritikai észrevételeikért és – a legfontosabbért – baráti kapcsolatokért: Nagy Barnabás, Kozár Ferenc, Tóth Miklós, Szőcs Gábor, Erdélyi Csaba, Szentkirályi Ferenc, Samu Ferenc, Kádár Ferenc és mások.

Köszönet illeti új munkahelyemen, az ELTE Állatrendszertani és Ökológiai Tanszékén, Dózsa- Farkas Klárát, Csuzdi Csabát és Farkas Jánost segítőkészségükért. Hálás vagyok Török Jánosnak, akinek nagyon sokat köszönhetek toleráns magatartásáért, sok fogalom pontos értelmezéséért, és ökológiai szemléletem formálásáért, mely gyakran ádáz viták közepette alakult.

Thuróczy Csaba, Papp Jenő, Podlussány Attila, Szabóki Csaba, Várkonyi András, László Zoltán a rovar identifikációval segítette munkámat. Horánszky András a növényhatározásban nyújtott segítséget.

Számtalan OTKA pályázat támogatta munkámat a kutatás során. Köszönöm szakmai bírálóimnak a jóindulatot és a megbecsülést.

Egy sor intézmény (lásd az Appendix 1.8 pontját) önzetlenül segítette kutatómunkámat növényi eredetű és más anyagokkal.

138

Appendix

1 Általános módszerek Ebben a fejezet-részben foglalom össze azokat a gyakran használt módszereket, mellyel ezek adott helyen való ismétlését szeretném elkerülni. A továbbiakban erre a pontra hivatkozom.

1.1 A babzsizsik (Acanthoscelides obtectus) tenyésztése és felhasználása kísérletekre A tenyésztés részletes tárgyalása megtalálható Szentesi 1972b cikkében. Összefoglalva: a tenyészet kiindulását természetes módon fertőzött bab képezte. A kikelő imágókat mézes vízzel itattuk és kb. 250 g tarkababon tartottuk őket elpusztulásukig, miközben tojást raktak. Az edényt nem mozdítottuk kb. 2 hétig, hogy valamennyi lárva magvakba fúrhasson, majd az elpusztult szülőnemzedék imágóit eltávolítottuk. A kikelő új bogárnemzedéket hasonló mennyiségű friss babra helyeztük egy újabb fejlődési ciklus elindításához. Egy nemzedék teljes időtartama 28oC-on kb. 1 hónap volt.

A kísérletek céljára naponta elkülönítettem a frissen kelt imágókat, melyeket a szükséges létszám eléréséig (1-3 nap) +5oC körüli hőmérsékleten tartottam. Ugyanilyen körülmények között ivar szerint szétválogattam őket.

1.2 „Fekete-fejes” babzsizsik tojások nyerése A tenyészetből nyert nagyszámú frissen kelt babzsizsik imágót egy olyan edénybe helyeztem, amelynek aljára 1x1 mm nyílású fémháló volt erősítve. Erre egyetlen réteg babot helyeztem. A lerakott tojások a hálón keresztül egy alul elhelyezett gyűjtőedénybe hullottak. Naponta több ezer, azonos korú tojás volt nyerhető. Négy-öt nap alatt az embrionális fejlődés olyan mértékben előrehaladt, hogy a lárva feji része a tojáshéjon keresztül kivehető volt. Ezt az állapotot neveztem „fekete-fejes” tojásnak. A lárvák ezekből a tojásokból 1-2 napon belül kikeltek. Az ilyen tojások kiválogatása a kísérlet céljára biztosította az egykorú és túlnyomó százalékban életképes lárvák használatát.

1.3 A növényi extraktum készítése: Seaway babfajta finomra őrölt száraz termésfalát (250 g) Soxleth-ben, alt. acetonnal, vízfürdőn (80-85oC) extraháltam. A visszamaradt részt 50oC-on szárítottam, majd az egyik kezelési variációban nedves eljárással készült pilulákba kevertem [ez volt az un. extrahált BTHP (Bab Termés Héj Por, lásd a 2.2 táblázatot]. A kioldott kb. 12 g- nyi anyagot 100 ml-re egészítettem ki acetonnal és 10 ml-es alikvotokat használtam fel a pilula-készítéshez. Mivel az extraktumban aceton volt, a kontroll pilulákba is raktam. A pilulák egy része 0,1 M-os MgSO4 oldatot is kapott. Ezek készítését lásd a következő szakaszban.

1.4 A mesterséges magvak készítése: Kétféle készült: (1) nedves eljárással, amelynek során egy tészta-szerű massza volt a végeredmény, melyből adagokat gyógyszertári pilulagéppel 6 mm átm. golyókká formáltam; (2) száraz eljárással, azaz préseléssel, amikor a por állapotú keverékből általában 1 g tömegű tablettákat préseltem 15 t nyomással, alkalmas nyomóbélyeggel ellátott hidraulikus prés alkalmazásával.

Mindkét mesterséges mag alapja babpor volt (Valja fajta), amelyhez több kg mag maghéját távolítottuk el és csak az endospermiumot használtuk, amit vízhűtéses, nagy fordulatszámú darálóval (típus: Tekmar® A-10, 20 ezer ford./perc) aprítottunk fel, nehogy az endospermium anyagai sérüljenek a súrlódási meleg következtében. [Azért nem teljes magvakat daráltunk össze, mert irodalmi adatok (Stamopoulos & Huignard 1980) és saját eredményeink (3.2 táblázat) is azt mutatták, hogy a maghéj toxikus a lárvákra nézve.] Az őrleményt sűrű hálón (lyukbőség 0,3x0,3 mm) átszitáltuk és újból megdaráltuk, amennyiben szükséges volt. Ilyen finomságú por nem teszi lehetővé a lárva számára, hogy a pilulába vagy tablettába kevert vegyületeket elkerülve bab endospermium szemcséken táplálkozzon szelektíven. Mindkét „mesterséges bab” vonása, mely alkalmasságukat csökkentette az volt, hogy nem rendelkeztek „maghéjjal”, így esetenként a fejlődő idős lárvák kiestek belőlük és nem voltak képesek többé visszajutni. (Ezen úgy próbáltam javítani, hogy a mesterséges magvakat azonos átmérőjű fiolákba helyeztem.) Ugyanakkor a tojásrakás- tesztekben a maghéj-nélküli pilula/tabletta előny volt, mert a nőstény bogarak nem a kezelt maghéjjal, hanem az endospermiumba kevert vegyülettel találkoztak közvetlenül és „dönthettek” a lárva táplálékáról.

A nedves eljáráshoz általában deszt. vizet, esetenként azonban kötőanyagot is (Tylose 1 %-os vizes oldatát) használtam, valamint annak érdekében, hogy a babpor mennyisége konstans legyen, a vegyület koncentrációjából eredő mennyiségi különbséget cellulóz (Alfacell és MN300) és/vagy burgonya keményítő porral pótoltam.

139

1.5 A relatív (többválasztásos) tojásrakási tesztelő berendezés használata: A készülék valamennyi részét minden tesztet követően detergenst tartalmazó meleg vízben elmostam, a kartonból készült tesztlapokat eldobtam. Az üvegedénykéket agresszív anyagokkal és eljárásokkal (krómkénsav, mosás, deszt. vizes öblítés és szárítás 110 oC-on) tisztítottam, ezért semmilyen biológiai eredetű nyom nem maradt rajtuk az előző tesztekből. A tiszta edénykék és az ingerek (magvak, üveggolyók) kezelése csipeszekkel történt. A tesztek beállításakor az ingereket azonos számban és randomizált pozícióba helyeztem el, ha az összegük nem felelt meg az alaplap nyílás-számának, akkor egyes edénykék üresen maradtak. Egy tesztelő készülékbe 100 nőstény és 10 hím egyedet helyeztem. A teszt megvilágítás nélküli helyiségben (az ingerek szín-hatását elkerülendő), 3 napig tartott 25-28oC hőmérsékleten. A befejezést követően az elpusztult állatok számát megállapítottam, majd az edénykékbe lerakott tojásokat megszámoltam. Egyidejűleg 4 készüléket használtam.

1.4 Leguminosae-fajok mintáinak gyűjtése és a minták kezelése Gyűjtés és kezelés Értelmezésünk szerint egy független minta azon termések (fürt, fej stb.) összességét jelenti, amelyet egy növényállományról, adott lokalitásban, vagy különböző években ugyanabban a lokalitásban, leszedtünk. A kb. 20 éve folyó gyűjtések során érett, vagy csaknem érett terméseket gyűjtöttünk természetes, természeteshez közeli (táj- és természetvédelmi területek), vagy mesterséges (mezőgazdasági) habitatokban. Két minta akkor különbözött lokalitásban, ha a gyűjtőhelyek legalább 1 km távolságban voltak egymástól, még akkor is, ha ugyanolyan típusú habitatban voltak találhatók. Ugyanabban a lokalitásban történő ismételt gyűjtéssel növelni szerettük volna a valószínűségét, hogy egy esetlegesen ritka bruchida faj mégis megfogásra kerüljön. Mintegy 240 lokalitásban, évente 53-165, összesen közel 2000 mintát gyűjtöttünk. Legtöbb esetben egy minta néhány száz vagy ezer magot tartalmazott. Ha a növényállomány kisméretű volt, akkor az összes termést begyűjtöttük. Gyűjtéskor a mintát papírzacskóba, majd a laboratóriumban üveg edénybe tettük, melyet vászon darabbal és zsineggel zártunk le.

Tél kezdetéig a mintákat a laboratóriumban, szobahőmérsékleten tároltuk, amely alatt többször ellenőriztük azokat és a kikelő állatokat kiszedtük. Késő ősszel a minták egyik oldalán nyitott inszektáriumba kerültek, ahol átteleltek. A következő két évben további átnézésekkel kigyűjtöttük a még kelő imágókat. Ennek a periódusnak a végén 100 magot átnéztünk, hogy találhatóak-e rajtuk az imágók kirepüléséhez készített, de zárva marad kirepülő nyílások („ablakos magvak”).

1.5 A gyűjtött Leguminosae minták értékelése A zárt terméseket sztereomikroszkóp alatt felbontva vizsgáltam meg. A fertőzés/magfogyasztás megállapításához a termésen lerakott fertilis, sterilis és tojásparazitával fertőzött tojások, a termésfalon befúrt L1-ek, a magvakba befúrt L1-ek, a magban fejlődött és elpusztult lárva stádiumok, magvakból adultként kikelt egyedek, a parazitoidok (gyilkos és fémfürkész) számát állapítottam meg. A növényi sajátosságok dokumentálására rendszerint a termés hosszát, az abortált, az ép és a fejletlen magvak számát, a fürttengely hosszát ás a termés tapadási helyek számát regisztráltam.

A magvak méretének, alakjának és tömegének mérése Növényfajonként max. 35 mag axonometrikus méretét vettük fel standardizált módon. A kisebbeket (pl. Trifolium- fajok) binokuláris mikroszkóp alatt mikrométerrel, a nagyobbakat tolómérővel (0,05 mm). A magvakat köldökkel felfelé helyeztük el és függetlenül attól, melyik méretük volt nagyobb, a mag hossza mindig a köldökön átvezető szagittális, a szélessége az arra merőleges, de ugyanabban a síkban lévő tranzverzális irány, és a magassága a köldök és a mag átellenes legtávolabbi pontja közötti távolság volt.

A mag alakját (lapítottságát) a legkisebb és legnagyobb méret hányadosa adta ki, bármelyik volt is.

A mag tömegét szobahőmérsékleten megtartott nedvességtartalommal együtt, egy Sartorius A210P elektronikus mérleggel (0,1 mg pontosság) mértem.

Maghéj vastagság mérése A maghéj vastagságát binokuláris mikroszkóp alatt, mikrométerrel, csak a nem kifúrt magvak esetében mértem (min. 15 magon). Amennyiben a babzsizsik L1-k a maghéjat átrágták, akkor azon a ponton, az elkészített nyílás szélén mértem meg a vastagságot. Ha a mag épen maradt, akkor random választott helyen lebontottam a maghéjat.

1.7 Az adultok testméreteinek felvétele Binokuláris sztereomikroszkóp segítségével, mikrométerrel mértem. Ehhez a bogarakat oldalra fordítva a sternit és az elytrák közötti távolsággal a bogár testmagasságát mértem. Az elytra és a tor hosszának összege adta a testhosszot. A fej nem került lemérésre, mert a bruchidák a hasoldal felé behajtják, ezért nem-destruktív módon pontosan nem mérhető. A test legszélesebb pontján mért elytra szélesség adta a testszélességet. A legkisebb és

140

legnagyobb testméret hányadosa adta meg a test alakjára jellemző számot, amely ha 1 felé közelít, egyre gömbölydedebb testalakot jelent. Ez a mag méretére és alakjára is utal, amelyben a bogár kifejlődött. Egyes kísérletekben a kikelt adultok száraztömegét mértük meg.

1.8 A kísérletekben felhasznált növényi magvak, vegyületek származási helye

Magvakat beszereztünk és kaptunk a következő intézményektől:

Gabonatermesztési Kutatóintézet, Szeged Takarmánytermesztési Kutató Intézet, Iregszemcse Zöldségtermesztési Kutatóintézet, Kecskemét és Budatétényi Osztálya Vetőmag Vállalat Kutató Intézete, Nyíregyháza Gödöllői Agrártudományi Egyetem Mezőgazdasági Kombinát, Boly Botanikus Kert, Vácrátót Botanikus Kert, Caen (Franciaország) Továbbá: saját termesztésből és gyűjtésből.

A szaponinokat a Gyógynövény Kutató Intézettől kaptuk: 17 szaponin és szapogenin, 1981. nov. 18., részben saját preparátumok, részben a Serva, Merck, Pierce Chemical, Fluka és Koch-Light termékei, 13-100 mg mennyiségben.

A pilulákban és tablettákban alkalmazott másodlagos növényi anyagok túlnyomó részét Dr. Elizabeth A. Bernays (Tropical Development and Research Institute, London) bocsátotta rendelkezésre, ill. magunk szereztük be gyártók katalógusai alapján.

2 A magpredátor-gazdanövény kapcsolat faunisztikai vonatkozásai

Az áttekintés alapjául szolgálnak: Szentesi Á. & Jermy T. 2001. A hazai zsizsikfajok (Coleoptera, Bruchidae) tápnövényei. Adatbázis. Budapest. p. 18. (kézirat) Podlussány, A., Jermy, T. & Szentesi, Á. 2001. On the leguminous host plants of seed predator weevils (Coleoptera: Apionidae, Curculionidae). Acta Zoologica Academiae Scientiarum Hungaricae 47, 285-299. Jermy T. & Szentesi Á. 2002. A hazai pillangós virágú növényfajok magvaiban élő ormányos bogár (Coleoptera, Curculionidae), lepke (Lepidoptera) és magdarázs (Hymenoptera, Eurytomidae) fajok adatbázisa. Budapest, p. 32 (kézirat) Jermy T. & Szentesi Á. 2002. A tonkini óriás-zsizsik [Megabruchidius tonkineus (Pic, 1904)] felbukkanása hazánkban. Növényvédelem 38, 346-348. Jermy, T., Á. Szentesi & K.-W. Anton. 2002. Megabruchidius tonkineus (Pic, 1904) (Coleoptera: Bruchidae) first found in Hungary. Folia Entomologica Hungarica 63, 49-51. c. munkái és nem publikált eredményei.

A több mint 2000 mintából kinevelt bruchidák fajszáma 32, egyedszáma >12000. A növényfajok száma, melyekből bruchidákat neveltünk ki 61. A Bruchidius-fajok száma 16, a Bruchus-fajoké 12, kiegészíti 2 Acanthoscelides és 1 Megabruchidius, ill. egy további sejthetően Bruchidius, jelenleg azonban még nem tisztázott hovatartozású faj.

A faunisztikai kutatások a Magyarországon megtalálható bruchida fajok és tápnövényeiknek tisztázása mellett értékes anyagot szolgáltattak más pre-DMP (ormányosbogarak, lepkefajok és magdarazsak) valamint ezek parazitoidjai tekintetében is. Az érdekelt szakemberek igen jelentősnek tartották az anyagok autentikusságát és a nagy sorozatokat, amelyekben ezek a fajok rendelkezésre álltak. Sajnálatos ugyanakkor, hogy egyrészt, a gyűjtött anyag jelentős részét kitevő fémfürkészek teljes feldolgozása még nem történt meg, másrészt, faji identifikációjuk ellenére sem állítható bizonyossággal, hogy milyen/melyik pre-DMP fajjal asszociáltak. A kiértékelt csoportokat táblázatokba rendeztem. Ezekből az derül ki, hogy egy meglehetősen fajgazdag közösségről van szó, melynek a hazai kutatása még nem befejezett és bőven tartogat újdonságokat és meglepetéseket a jövő rovarász nemzedékeinek is, annak ellenére, hogy a bruchidák maguk alig 40 fajt számláló csoport. Itt is vannak azonban tisztázandó kérdések, mind taxonómiai, mind ökológiai szempontból. Igen sok bionómiai adat vár publikálásra.

141

App-1 táblázat. Magyarországon megtalálható (természetben, arborétumban, termesztve), ill. az értekezésben előforduló, a Leguminosae családba tartozó növényfajok tudományos neve és auktora [az ILDIS adatbázis alapján (lásd a hivatkozást az irodalomjegyzékben)], magyar neve, átlagos magtömege, életciklus-típusa és a 2006-ig bezárólag gyűjtött minták száma.

Alcsalád/Tribusz/Faj1 Magyar név2 Magtömeg (mg ) Élet- Minta- (átlag ± SD) ciklus szám CAESALPINIOIDEAE Cercidea Cercis siliquastrum Linnaeus Júdásfa 24,7 ± 2,0 fé 4 C. canadensis Linnaeus 25,0 ± 1,7 fé 1 Caesalpinieae Gymnocladus dioica (L.) K. Koch Vasfa 1214,2 ± 147,0 fé 1 Gleditsia delavayi Franch. 126,2 ± 20,8 fé 1 Gleditsia japonica Miq. 169,9 ± 17,1 fé 1 Gleditsia triacanthos Linnaeus Lepényfa 119,4 ± 15,2 fé 8 PAPILIONOIDEAE Sophoreae Styphnolobium (Sophora) japonicum (L.) Schott Japánakác 71,5 ± 15,8 fé 6 Cladrastis ( lutea) kentukea (Dum. Cours.) Rudd Sárgafa 46,0 ± 8,1 fé 2 Genisteae Lupinus albus Linnaeus Fehér csillagfürt e 1 L. luteus Linnaeus Sárga cs. e 1 L. multiflorus Desr. lé 1 L. polyphyllus Lindl. Erdei cs. 29,0 ± 3,6 lé 8 Laburnum alpinum (Mill.) Bercht. & J.Presl. 23,7 ± 2,8 fé 3 L. anagyroides Medik. Aranyeső 25,3 ± 2,4 fé 8 Cytisophyllum sessilifolium (L.) O. Lang 14,9 ± 1,7 fé 7 Cytisus albus Hacq. Fehér zanót 3,8 ± 0,7 fé 2 C. austriacus Linnaeus Osztrák z. 6,2 ± 1,4 fé 19 C. austriacus ssp. heuffelii (Wierzb.) Asch. & Graebn. Heuffel z. fé 0 C. (supinus) hirsutus Linnaeus3 Borzas z. fé 0 C. procumbens (Willd.) Spreng. Sziklai z. 4,1 ± 0,9 fé 1 C. ratisbonensis Schaeff. Selymes z. 4,9 ± 1,0 fé 1 C. scoparius (L.) Link. Seprőzanót 9,7 ± 1,6 fé 8 C. (ciliatus) hirsutus Linnaeus3 Pillás z. 3,2 ± 1,0 fé 10 C. supinus (capitatus) Scop.3 Gombos z. 5,9 ± 0,9 fé 15 Genista germanica Linnaeus Sváb rekettye 2,9 ± 0,3 lé 3 G. pilosa Linnaeus Selymes r. 4,1 ± 0,5 fé 6 G. sagittalis Linnaeus Szárnyas r. 2,4 ± 0,3 lé 3 G. ovata Waldst. & Kit.3 Szőrös r. 4,0 ± 0,4 lé 1 G. (ovata) tinctoria Linnaeus3 Festő r. 2,9 ± 0,5 lé 56 Lombotropis nigricans (L.) Griseb. Fürtös zanót 4,8 ± 1,0 fé 32 Petteria ramentacea (Sieber) C.Presl. 13,1 ± 2,4 fé 7 Spartium junceum Linnaeus Jenyeszter 16,4 ± 1,7 fé 12 Amorpheae Amorpha fruticosa Linnaeus Gyalogakác 4,0 ± 0,8 fé 7 Millettieae Wisteria sinensis [Sims] Sweet Lilaakác 439,0 ± 115,8 fé 2 Phaseoleae Glycine max (L.) Merr. Szója 200,6 ± 18,6 te 1 Lablab purpureus (L.) Sweet Lablab 141,6 ± 33,7 te 5 Vigna aconitifolia (Jacq.) Marechal 138,3 ± 38,9 te 1 V. angularis (Willd.) Ohwi & H.Ohashi 54,6 ± 9,7 te 1 V. radiata (L.) R.Wilczek 69,1 ± 5,6 te 1

142

Az App-1 táblázat folytatása.

V. unguiculata (L.) Walp. Tehénborsó 150,4 ± 14,3 te 1 Phaseolus coccineus Linnaeus Tűzbab 954,9 ± 233,6 té 2 Ph. lunatus Linnaeus 1141,7 ± 256,1 te 1 Ph. vulgaris Linnaeus Közönséges bab 296,9 ± 51,9 te Sok Loteae Hippocrepis comosa Linnaeus Patkócím 2,9 ± 0,4 lé 4 H. emerus (L.) Lassen Bokros koronafürt 5,8 ± 0,7 fé 5 Coronilla coronata Linnaeus Sárga k. 7,2 ± 1,0 lé 4 C. vaginalis Lam. Terpedt k. 3,0 ± 0,8 é 1 Securigera ( Coronilla) elegans (Pancic) Lassen Nagylevelű k. 3,1 ± 0,9 é 0 S. ( Coronilla) varia (L.) Lassen Tarka k. 4,3 ± 0,7 lé 92 Anthyllis (calcicola) vulneraria ssp. alpestris Havasi nyúlhere lé 0 (Hegetschw.) Asch. & Graebn. A. macrocephala Wenderoth3 Magyar ny. 3,1 ± 0,5 lé 20 A. vulneraria Linnaeus3 Réti ny. 3,5 ± 0,7 lé 4 Ornithopus sativus Brot. Csibeláb 3,1 ± 0,4 e 1 Lotus angustissimus Linnaeus Karcsú kerep lé 0 L. corniculatus Linnaeus Szarvas k. 1,6 ± 0,2 lé 91 L. borbasii Ujhelyi Borbás k. 0 L. tenuis Waldst. & Kit. Sziki k. 1,6 ± 0,3 lé 3 L. (uliginosus) pedunculatus Cav. Lápi k. 0,6 ± 0,2 lé 0 Dorycnium pentaphyllum ssp. germanicum (Gremli) Selymes dárdahere 1,5 ± 0,3 lé 6 Gams D. pentaphyllum ssp. herbaceum (Vill.) Rouy Zöld d. 2,8 ± 0,3 lé 3 Lotus (Tetragonolobus) maritimus Linnaeus Bársonykerep 3,5 ± 1,1 lé 13 Robinieae Robinia pseudoacacia Linnaeus Akác 21,6 ± 2,1 fé 13 R. viscosa Vent. Enyves akác 23,2 ± 7,7 fé 3 Galegeae Glycyrhizza echinata Linnaeus Keserű édesgyökér 10,8 ± 4,4 lé 3 G. glabra Linnaeus Igazi é. 14,2 ± 1,1 lé 1 Oxytropis pilosa (L.) DC. Csajkavirág 1,0 ± 0,2 lé 4 Astragalus asper Jacq. Érdes csüdfű 0,9 ± 0,2 lé 3 A. austriacus Jacq. Kisvirágú cs. 1,0 ± 0,2 fé 8 A. cicer Linnaeus Hólyagos cs. 3,5 ± 0,5 lé 37 A. contortuplicatus Linnaeus Tekert cs. e 0 A. dasyanthus Pall. Gyapjas cs. 4,9 ± 1,5 lé 1 A. exscapus Linnaeus Száratlan cs. 3,1 ± 1,0 lé 4 A. glycyphyllos Linnaeus Édeslevelű cs. 6,0 ± 1,1 lé 74 A. onobrychis Linnaeus Zászlós cs. 1,4 ± 0,4 lé 20 A. sulcatus Linnaeus Barázdás s. lé 0 A. varius S.G. Gmel. Homoki cs. 1,8 ± 0,3 lé 3 A. vesicarius Linnaeus Hólyagos cs. 2,4 ± 0,6 lé 5 Colutea arborescens Linnaeus Pukkanó dudafürt 12,5 ± 4,8 fé 12 Galega officinalis Linnaeus Kecskeruta 7,9 ± 1,0 lé 5 Hedysareae Caragana arborescens Lam. Borsófa 26,9 ± 4,8 fé 8 C. frutex (L.) K. Koch 17,7 ± 3,3 fé 2 Halimodendron halodendron (Pall.) Voss. 8,6 ± 1,0 fé 1 Onobrychis arenaria (Kit.) DC. Homoki baltacim 6,0 ± 2,3 lé 7 O. viciifolia Scop. Takarmány b. 11,6 ± 3,8 lé 9 Cicereae Cicer arietinum Linnaeus Bagolyborsó 189,6 ± 25,7 te 3

143

Az App-1 táblázat folytatása.

Trifolieae Trifolium alpestre Linnaeus Bérci here 1,3 ± 0,6 lé 19 T. angulatum Waldst. & Kit. Sziki h. e 1 T. arvense Linnaeus Tarlóh. 0,4 ± 0,2 e 5 T. aureum Pollich Zörgő h. 0,4 ± 0,1 e 18 T. campestre Schreb. Mezei h. 0,3 ± 0,2 e 7 T. diffusum Ehrh. Buglyos h. 1,4 ± 0,2 lé 1 T. dubium Sibth. Apró h. e 0 T. fragiferum Linnaeus Eper h. 0,8 ± 0,2 lé 3 T. hybridum Linnaeus Korcs h. 0,5 ± 0,1 lé 6 T. incarnatum Linnaeus Bíbor h. 3,2 ± 0,6 e 1 T. medium Linnaeus Erdei h. 2,5 ± 0,2 lé 33 T. micranthum Viv. Cérna h. e 1 T. montanum Linnaeus Hegyi h. 0,6 ± 0,2 lé 8 T. ochroleucon Huds. Vajszín h. 2,5 ± 1,2 lé 13 T. ornithopodioides Linnaeus Egyvirágú h. e 0 T. pallidum Waldst. & Kit. Halvány h. 1,2 ± 0,2 e 1 T. pannonicum Jacq. Magyar h. 3,3 ± 0,8 lé 7 T. patens Schreb. Terpedő h. e 0 T. pratense Linnaeus Vörös h. 1,3 ± 0,4 lé 34 T. repens Linnaeus Fehér h. 0,6 ± 0,2 lé 22 T. resupinatum Linnaeus Fonák h. 1,1 ± 0,2 e 1? T. retusum Linnaeus Pusztai h. e 0 T. rubens Linnaeus Pirosló h. 3,0 ± 0,4 lé 21 T. striatum Linnaeus Sávos h. 2,3 ± 0,3 e 9 T. strictum Linnaeus Sugár h. e 0 T. subterraneum Linnaeus Földbentermő h. e 0 T. vesiculosum Savi Hólyagos h. e 0 O. pusilla Linnaeus Sárga iglice 2,8 ± 0,2 lé 3 Ononis spinosa ssp. hircina (Jacq.) Gams Mezei i. 4,3 ± 0,9 lé 2 O. spinosa Linnaeus Tövises i. 6,4 ± 0,8 lé 13 Melilotus albus Medik. Fehér somkóró 1,8 ± 0,4 b 4 M. altissimus Thuill. Réti s. 2,3 ± 0,3 b 0 M. dentatus (Waldst. & Kit.) Pers. Fogas s. b 0 M. officinalis (L.) Pall. Orvosi s. 1,1 ± 0,3 b 6 Trigonella caerulea (L.) Ser. Szagos here 3,3 ± 2,3 e 1 T. foenum-graecum Linnaeus Görögszéna 17,6 ± 3,2 e 1 T. gladiata M. Bieb. Bakszarvú 7,6 ± 1,0 e 2 lepkeszeg T. monspeliaca (L.) Trautv. Francia l. 0,5 ± 0,1 e 3 T. procumbens (Besser) Rchb. Sziki l. 1,3 ± 0,5 e 1? Medicago arabica (L.) Huds. Arab lucerna 2,4 ± 0,5 e 0 M. falcata Linnaeus Sárkerep l. 1,1 ± 0,4 lé 21 M. lupulina Linnaeus Komlós l. 1,0 ± 0,2 e 19 M. minima (L.) Linnaeus Apró l. 0,8 ± 0,3 e 7 M. orbicularis (L.) Bartal. Korongos l. 2,8 ± 0,4 lé 3 M. prostrata Jacq. Cseplesz l. 1,0 ± 0,3 lé 4 M. rigidula (L.) All. Keménytövisű l. 6,6 ± 1,4 e 0 M. sativa Linnaeus Takarmány l. 1,8 ± 0,4 lé 5 M. varia Martyn Homoki l. 2,2 ± 0,3 lé 0 Fabeae Vicia ( angustifolia) sativa ssp. nigra (L.) Ehrh. Vetési bükköny 15,2 ± 2,0 e 133 V. biennis Linnaeus Kúnsági b. lé 0

144

Az App-1 táblázat folytatása.

V. cassubica Linnaeus Vitéz b. 22,5 ± 7,8 lé 28 V. cracca Linnaeus Kaszanyűg b. 11,0 ± 2,6 lé 64 V. dumetorum Linnaeus Csere b. 39,3 ± 6,7 lé 8 V. faba Linnaeus Lóbab 829,2 ± 140,1 te 1 V. grandiflora Scop. Szennyes b. 17,6 ± 5,0 e 27 V. hirsuta (L.) Gray Borzas b. 6,1 ± 1,2 e 28 V. lathyroides Linnaeus Pici b. 3,1 ± 1,2 e 3 V. lutea Linnaeus Sárga b. 59,3 ± 20,1 e 1 V. narbonensis Linnaeus Fogaslevelűb. 56,9 ± 10,3 e 3 V. oroboides Wulfen Zalai b. lé 0 V. pannonica ssp. pannonica Crantz. Pannonb. 56,6 ± 11,6 e 13 V. pannonica ssp. striata ?? Csíkosb. 37,1 ± 5,9 e 8 V. peregrina Linnaeus Idegen b. e 0 V. pisiformis Linnaeus Borsóka b. 41,6 ± 5,6 lé 18 V. sativa Linnaeus Takarmány b. 46,3 ± 7,3 te 4 V. sepium Linnaeus Gyepűb. 14,9 ± 2,2 lé 41 V. sparsiflora Ten. Pilisi b. 36,2 ± 4,5 lé 8 V. sylvatica Linnaeus Ligeti b. lé 0 V. tenuifolia Roth. Keskenylevelű b. 25,9 ± 7,5 lé 127 V. tetrasperma (L.) Schreb. Négymagvú b. 3,8 ± 1,4 e 15 V. villosa Roth Szöszös b. 32,9 ± 7,6 e 21 Lens culinaris Medik. Lencse 59,2 ± 8,2 te 6 Lathyrus aphaca Linnaeus Levéltelen lednek 13,7 ± 3,1 e 3 L. cicera Linnaeus Csicseri borsó 82,2 ± 44,0 te 1 L. hirsutus Linnaeus Borzas l. 26,8 ± 3,7 e 11 L. latifolius Linnaeus Nagyvirágú l. 57,3 ± 10,4 lé 30 L. (montanus) linifolius (Reichard) Bassler Hegyi l. lé 0 L. niger (L.) Bernh. Fekete l. 16,3 ± 5,5 lé 35 L. nissolia Linnaeus Kacstalan l. 8,3 ± 1,7 e 8 L. odoratus Linnaeus Szagos l. 59,3 ± 6,7 e 2 L. palustris Linnaeus Mocsári l. lé 0 L. pallescens (M. Bieb.) K. Koch Sápadt l. lé 1 L. pannonicus (Jacq.) Garcke Magyar l. 11,4 ± 1,9 lé 8 L. pisiformis Linnaeus Borsóalakú l. lé 0 L. pratensis Linnaeus Parlagi l. 15,0 ± 2,1 lé 78 L. sativus Linnaeus Szegletes l. 189,5 ± 45,9 e 8 L. sylvestris Linnaeus Erdei l. 38,0 ± 4,3 lé 41 L. sphaericus Retz. Téglaszínű l. 18,4 ± 2,2 e 2 L. transsilvanicus (Spreng.) Rchb. Erdélyi l. lé 0 L. tuberosus Linnaeus Mogyorós l. 36,1 ± 5,8 lé 67 L. venetus (Mill.) Wohlf. Tarka l. 15,9 ± 2,5 lé 4 L. vernus (L.) Bernh. Tavaszi l. 18,2 ± 2,2 lé 8 Pisum sativum ssp. elatius (M. Bieb.) Asch. & Graebn. Magas borsó 48,2 ± 8,9 e 0 P. sativum Linnaeus Vetemény b. 228,5 ± 28,1 e 15 1Tutin et al. (1968), Lewis et al. (2005) és az ILDIS adatbázis (lásd Roskov et al. 2005) alapján. 2Soó & Kárpáti (1968) alapján. 3Az ILDIS adatbázis szerint sem a Cytisus supinus, sem a C. capitatus, sem a C. ciliatus nem érvényes név, mert a C. hirsutus Linnaeus szinonimjai. A magyar határozókban valamennyi önálló faj! Hasonlóan a Genista ovata a G. tinctoria szinonimja, a magyar határozókban külön faj. Az Anthyllis macrocephala Wender. az A. vulneraria Linnaeus alfaja, mint ssp. polyphylla (D.C.) Nyman. é= évelő, lé= lágyszárú évelő, fé= fás évelő, e= egynyári, te= termesztett egynyári. Azon fajok esetében, ahol magtömeg adatok szerepelnek, de magunk nem rendelkezünk gyűjtött mintával, arborétumokból származó anyagot mértünk le.

145

App-2 táblázat. A Magyarországon gyűjtött Leguminosae fajokból neveléssel kimutatott zsizsikfajok tudományos és magyar neve, ahol ilyen található (a 6.1 táblázat kiegészítése).

Latin név/auktor Magyar név Bruchidius Bruchidius dispar Gyllenhal Bruchidius femoralis Gyllenhal Bruchidius glycyrhizae Gyllenhal Bruchidius imbricornis Panzer Bruchidius lividimanus Gyllenhal Bruchidius marginalis Fabricius Bruchidius martinezi Allard Bruchidius pauper Boheman Bruchidius picipes Germar Bruchidius pusillus Germar Bruchidius seminarius Linnaeus Bruchidius sericatus Germar Bruchidius varipes Boheman Bruchidius varius Olivier Lóherezsizsik Bruchidius villosus Fabricius Zanótzsizsik Bruchus Bruchus affinis Frölich Kis borsózsizsik Bruchus atomarius Linnaeus Lednekzsizsik Bruchus brachialis Fåhraeus Bruchus libanensis Zampetti Bruchus loti Paykull Kis fekete zsizsik Bruchus luteicornis Illiger Kis bükkönyzsizsik Bruchus occidentalis Lukjanovitsh & Ter- Minassian Bruchus pisorum Linnaeus Borsózsizsik Bruchus rufimanus Boheman Lóbabzsizsik Bruchus tristiculus Fåhraeus Bruchus venustus Fåhraeus Bruchus viciae Olivier Tarkahátú bükkönyzsizsik Acanthoscelides Acanthoscelides obtectus Say Babzsizsik Acanthoscelides pallidipennis Motschulsky Megabruchidius Megabruchidius tonkineus Pic A magyar nevek forrása Jermy & Balázs (1990).

146

App-3 táblázat. A gyűjtött Leguminosae-fajokban előfordult ormányosbogár, lepke és magdarázs pre-DMP fajok listája. Az auktor neveket csak az első előfordulás alkalmával tüntettem fel.

Növényfaj Curculionidae Lepidoptera Bruchophagus sp.1 PAPILIONOIDEAE Sophoreae Styphnolobium B. sophorae Crosby (Sophora) japonicum Genisteae Laburnum Syncopacma sp. anagyroides Etiella zinckenella Treitschke Cytisus austriacus Exapion corniculatum (Germar) Syncopacma sp. Exapion elongatulum (Desbrochers) C. (supinus) Cydia succedana Denis hirsutus & Schiffermüller C. scoparius Exapion fuscirostre (Fabricius) C. (ciliatus) hirsutus C. supinus Exapion corniculatum Cydia succedana (capitatus) Exapion elongatulum Exapion formaneki (Wagner) Genista pilosa Exapion compactum (Desbrochers) G. (ovata) tinctoria Exapion corniculatum Coleophora genistae Exapion difficile (Herbst) Stainton Exapion formaneki Leucoptera waitesella Tychius quinquepunctatus (Linnaeus) Lombotropis Exapion corniculatum nigricans Loteae Securigera Coleophora ( Coronilla) varia fuscociliella Zeller Anthyllis Aproaerema macrocephala anthyllidella Hübner A. vulneraria Tychius schneideri (Herbst) B. platypterus Walker Lotus corniculatus Ischnopterapion loti (Kirby) Euspila compositella B. kolobovae Oxystoma subulatum (Kirby) Cydia compositella Fedoszejeva Tychius caldarai Dieckmann1 Fabricius Tychius flavus Becker Tychius kulzeri Penecke Tychius squamulatus (Gyllenhal) L. tenuis Ischnopterapion loti (Kirby) B. kolobovae Dorycnium Tychius junceus (Reich) B. kolobovae pentaphyllum ssp. Tychius kulzeri Penecke B. roddi germanicum Gusszakovszkij D. pentaphyllum Ischnopterapion aeneomicans B. kolobovae ssp. herbaceum (Wencker) Ischnopterapion loti (Kirby) Tychius flavus Becker Tetragonolobus B. roddi maritimus Robinieae Robinia Agonopterix B. robiniae Zerova2 pseudoacacia alstroemeriana Clerck

147

Az App-3 táblázat folytatása.

Galegeae Astragalus asper Mesotrichapion punctirostre B. astragali (Gyllenhal) Fedoszejeva A. cicer Tychius trivialis Boheman Coleophora colutella B. astragali2 Fabricius C. gallipennella Hübner Cydia nigricana Fabricius Cydia compositella Euspila compositella

A. exscapus Tychius trivialis A. glycyphyllos Oxystoma subulatum Coleophora sp. B. astragali2 Pseudoprotapion astragali (Paykull) C. colutella Tychius trivialis C. gallipennella Cydia nigricana Etiella zinckenella Grapholitha coronillae Cydia fissana Frölich A. onobrychis Mesotrichapion punctirostre B. astragali Tychius subsulcatus Tournier1 Colutea Etiella zinckenella B. coluteae arborescens Cydia nigricana Bouček C. nebritana Treitschke Galega Eutrichapion gribodoi Desbrochers1 officinalis Hedysareae Onobrychis Coleophora colutella B. platypterus viciifolia B. onobrychidis Nikolszkaja Trifolieae Trifolium Protapion ruficrus (Germar) B. platypterus alpestre Protapion trifolii (Linnaeus) T. angulatum Protapion fulvipes (Fourcroy) T. arvense B. platypterus T. aureum Protapion fulvipes Protapion nigritarse (Kirby) T. campestre Protapion nigritarse T. fragiferum Protapion trifolii Coleophora B. platypterus alcyonipenella Kollar T. hybridum Protapion fulvipes B. platypterus Tychius picirostris (Fabricius) T. incarnatum B. platypterus T. medium Protapion assimile (Kirby) Coleophora sp. B. platypterus Protapion gracilipes (Dietrich) Protapion trifolii T. montanum B. platypterus T. ochroleucon Protapion trifolii Coleophora sp. Syncopacma sp. T. pallidum Protapion apricans (Herbst) T. pannonicum Protapion trifolii (Linnaeus) Syncopacma sp. B. platypterus T. pratense Protapion apricans Cydia compositella B. platypterus Protapion assimile Protapion trifolii Protapion varipes (Germar) Tychius picirostris (Fabricius) T. procumbens B. platypterus

148

Az App-3 táblázat folytatása.

T. repens Protapion fulvipes Coleophora B. platypterus Tychius cuprifer (Panzer)1 alcyonipenella Tychius picirostris Coleophora sp. Cydia compositella T. rubens Protapion apricans (Herbst) Etiella zinckenella B. platypterus Syncopacma taeniolella Zeller T. striatum Protapion schoenherri (Boheman)1 Tychius tibialis Boheman1 Ononis spinosa Holotrichapion ononis (Kirby) B. ononis ssp. hircina Protapion ononidis (Gyllenhal) Mayr O. spinosa Holotrichapion ononis (Kirby) Parectopa ononidis B. ononis Protapion apricans Zeller Protapion ononidis Coleophora sp. Melilotus Tychius breviusculus Desbrochers officinalis Medicago B. roddi arabica M. falcata Ischnopterapion loti (Kirby) B. roddi Tychius flavus Tychius junceus (Reich) Tychius picirostris M. lupulina B. roddi M. minima B. roddi B. evolans Szelényi M. prostrata Tychius junceus B. roddi M. sativa B. roddi B. onobrychidis

M. varia B. roddi Fabeae Vicia ( Eutrichapion punctigerum Paykull Cydia nigricana angustifolia) Oxystoma cerdo (Gerstaecker) sativa ssp. nigra Oxystoma pomonae (Fabricius) Tychius quinquepunctatus V. cassubica Tychius quinquepunctatus Cydia nigricana Coleophora sp. V. cracca Oxystoma cerdo Tychius quinquepunctatus V. dumetorum Cydia nigricana Etiella zinckenella V. grandiflora Oxystoma ochropus (Germar) Tychius quinquepunctatus V. hirsuta Oxystoma craccae (Linnaeus) V. pannonica Tychius quinquepunctatus Etiella zinckenella ssp. pannonica V. pannonica Etiella zinckenella ssp. striata Cydia sp. V. pisiformis Etiella zinckenella V. sativa Oxystoma pomonae (Fabricius) V. sepium Oxystoma ochropus Tychius quinquepunctatus V. sparsiflora Oxystoma ochropus V. sylvatica V. tenuifolia Oxystoma cerdo Etiella zinckenella Oxystoma ochropus Tychius quinquepunctatus V. tetrasperma Ischnopterapion loti Protapion apricans Tychius quinquepunctatus

149

Az App-3 táblázat folytatása.

V. villosa Oxystoma cerdo Etiella zinckenella Oxystoma dimidiatum (Desbrochers) Lathyrus Tychius quinquepunctatus Cydia nigricana latifolius Etiella zinckenella L. niger Tychius quinquepunctatus L. nissolia Tychius quinquepunctatus L. pannonicus Tychius quinquepunctatus Cydia nigricana L. pratensis Ischnopterapion loti Cydia nigricana Oxystoma subulatum (Kirby) Tychius quinquepunctatus L. sylvestris Tychius quinquepunctatus Cydia nigricana L. tuberosus Cyanapion platalea Germar Cydia nigricana Tychius quinquepunctatus L. vernus Ypsolophus sylvellus Linnaeus Pisum sativum. Tychius quinquepunctatus 1Szintén pre-DMP, de életmódja nem ismert. 1Erdélyi (1966) szerint. 2Dr. Thuróczy Csaba adatai.

150

App-4 táblázat. A gyűjtött Leguminosae-fajokból kinevelt zsizsik, ormányosbogár, lepke és magdarázs pre- DMP fajokkal kapcsolatba hozható parazitoid-fajok. Az auktor nevek csak az első előfordulás alkalmával kiírva. A Chalcidoidea-fajok, néhány esettől eltekintve, nincsenek feltüntetve.

Növényfaj Parazitoid PAPILIONOIDEAE Genisteae Laburnum anagyroides Triaspis pallipes (Nees)1, T. thoracicus Curtis1, Clistopyga incitator (Fabricius)2, Dinarmus acutus Thomson3,4, Eupelmus urozonus Dalman3, Pteromalus sequester Walker3, Eurytoma aciculata Ratzeburg3, Mesopolobus ?longicollis Graham3 Cytisophyllum Bracon minutator (Fabr.) sessilifolium Cytisus austriacus Bracon variator Nees1 C. (supinus) hirsutus Bracon pectoralis Wesmael1 C. scoparius Triaspis thoracicus1 C. supinus (capitatus) Scambus annulatus (Kiss)2 Genista (ovata) tinctoria Bracon osculator Nees1, B. piger Wesmael1, B. variator1 Petteria ramentacea Triaspis pallipes1 Spartium junceum Triaspis thoracicus1, Dinarmus acutus4 Amorpheae Amorpha fruticosa Triaspis sp.1, Pteromalus sp.3, Eupelmus sp.3, Mesopolobus sp.3 Loteae Securirega ( Coronilla) Bracon intercessor Nees1, B. ?obscurator Nees1, B. (Glabrob.) osculator1 , B. varia variegator Szépligeti1, B. wolschrijni Achterberg1, Triaspis pallipes1, Dinarmus acutus4 Anthyllis macrocephala Bracon trucidator Marshall1, B. variegator1, Dolichogenidea appellator1 , D. longicauda1 , Dolichogenidea sp.1, Glyptapanteles sp.1, Orgilus pimpinellae Niezabitowski1, Diplazon tetragonus (Thunberg)2 Lotus corniculatus Bracon immutator Nees1, B. obscurator1, B. pectoralis1, B. piger1, B. variator1, B. wolschrijni1, Triaspis pallipes1, Dinarmus acutus4 Dorycnium Bracon obscurator1 pentaphyllum ssp. germanicum Lotus (Tetragonolobus) Triaspis pallipes1 maritimus Robinieae Robinia pseudoacacia Bracon praecox Wesmael1 Galegeae Glycyrhizza echinata Bracon sp.?1, Bracon trucidator1 Oxytropis pilosa Bracon pectoralis1, B. piger1, B. variator1, B. variator var. maculiger1 Astragalus cicer Bracon ?obscurator1, B. piger1, B. wolschrijni1, Cotesia cupreus Lyle1, Olesicampe sp.2 A. glycyphyllos Bassus tumidulus Nees1, Bracon marshalli Szépligeti1, B. osculator1, B. pectoralis1, B. piger1, B. praecox1, B. variator 1, B. variegator1, B. wolschrijni1, Scambus annulatus2, S. elegans (Woldstedt)2, Listrodromus nycthemerus (Gravenhorst)2, Gelis ?cursitans (Fabricius)2, Dinarmus acutus4 A. onobrychis Bracon immutator1, B. pectoralis1, B. praecox1 A. vesicarius Bracon pectoralis1 Colutea arborescens Ascogaster quadridentata Wesmael1, Bracon piger1, B. praecox1 Galega officinalis Triaspis thoracicus1, Gelis areator (Panzer)2 Trifolieae Trifolium alpestre Bracon pectoralis1, B. ?variator1 T. medium Bracon pectoralis1 T. pallidum Ascogaster quadridentata1, Triaspis floricola (Wesmael)1 T. pratense Ascogaster quadridentata1, Bracon anthracinus1, B. delibator Hal.1, B. osculator1, B. pectoralis1, Triaspis pallipes1, Bathyplectes exiguus/curculionis (Gravenhorst)2 T. rubens Bracon variator1, B. variegator1, Cotesia sp.1, Microgastinae sp.1, Orgilus sp.?1 Ononis spinosa Microgaster postica Nees1, Triaspis pallipes1 Medicago falcata Dolichogenidea sp.1

151

Az App-4 táblázat folytatása.

Fabeae Vicia ( angustifolia) Ascogaster quadridentata1, Bracon piger1, B. wolschrijni1, Triaspis pallipes1, sativa ssp. nigra T. thoracicus1, Scambus annulatus2 V. cassubica Bracon piger?1, Scambus annulatus2, Dinarmus acutus4 V. cracca Bracon pectoralis1, B. piger1, B. variator1, Scambus annulatus2 V. faba Bracon pectoralis1, B. wolschrijni1 V. grandiflora Bracon piger1, Triaspis pallipes1, T. thoracicus1, Scambus annulatus2, Scambus brevicornis (Gravenhorst)2 V. pannonica ssp. striata Bracon pectoralis1, B. piger1, B. variator1 V. pisiformis Dinarmus acutus4 V. sepium Bracon pectoralis1, B. piger1, Triaspis pallipes1, Hemiteles similis2, Scambus annulatus2, Dinarmus acutus4 V. sparsiflora Scambus annulatus2 V. tenuifolia Bracon marshalli1, B. ?obscurator1 , B. pectoralis1, B. piger1, B. praecox1, B. variator1, B. wolschrijni1, Chelonus oculator1, Triaspis pallipes1, T. thoracicus1, Diadegma (Neoangitia) elongata Thomson2, Mastrina? sp.2, Dinarmus acutus4 V. villosa Ascogaster quadridentata1, Bracon pectoralis1, B. piger1, B. variator1, B. variegator1, Dolichogenidea sp.?1, Habrobracon nigricans1, Phanerotoma fracta Kokujev1, Triaspis pallipes1, Pristomerus orbitalis Holmgren2, Sinophorus sp.2 Lathyrus hirsutus Bracon piger1 L. latifolius Ascogaster quadridentatus1, Bracon marshalli1, B. osculator1, B. pectoralis1, B. piger1, Scambus annulatus2 L. niger Bracon immutator1, B. marshalli1, B. osculator1, B. piger1, B. praecox1, B. variator1, B. wolschrijni1, Scambus annulatus2, Dinarmus acutus4 L. nissolia Bracon piger1 L. pannonicus Bracon marshalli1, B. piger1, B. wolschrijni1, Scambus annulatus2 L. pratensis Bracon immutator1, B. piger1, B. wolschrijni1, Scambus annulatus2, Dinarmus acutus4 L. sylvestris Ascogaster quadridentata1, B. obscurator Nees1, Bracon piger1, B. spp. aff. titubans Wesmael1, Scambus annulatus2, Dinarmus acutus4 L. tuberosus Ascogaster quadridentatus1, Bracon osculator1, B. pectoralis1, B. piger1, B. variator1, B. wolschrijni1, Triaspis thoracicus1, Scambus annulatus2, Dinarmus acutus4, Pisum sativum. Bracon piger1, B. praecox1, B. wolschrijni1 1Braconidae [Dr. Papp Jenő meghatározása, továbbá Papp (1994)], 2Ichneumonidae (Dr. Várkonyi Gergely meghatározása), 3Chalcidoidea (Dr. László Zoltán meghatározása), 4Chalcidoidea (Dr. Thuróczy Csaba meghatározása)

152

App-5 táblázat. A 2. és 3. fejezet táblázataiban szereplő anyagok nagyobb vegyület-csoportok szerinti megoszlása, melyek pilulákba és tablettákba juttatva kerültek tojásrakás és lárvafejlődés céljából tesztelésre.

Vegyület-csoport Vegyületek Alkaloidok Atropin, berberin, betonicin1, brucin, cinhonidin, citizin1, ergotamin, ezerin1, gramin1, hioszciamin, kapszaicin, kinidin, kinin, kodein, kaffein, kolhicin, krotalin1, lupinin1, nikotinHT1, pikrotoxin, rezerpin, szalzolidin1, szpartein1, sztachidrin1, sztrichnin, teofillin, tiramin1, trigonellin1, triptamin1, tropin, tropinon-citrát, vinkamin Pszeudoalkaloidok Genisztein1, szolaszodin, tomatin Fenolok Cinnám-sav, csersav, gallusz-sav, homoprotokatehuik-sav, kondenzált tannin, kumarin, umbelliferon, vanillin Fenol glükozidák p-Arbutin, eszkulin, szalicin Szerves savak c-Akonit-sav, Na-oxalát, sziringa-sav Flavonoidok, izo~ Morin, naringin, rotenon1, rutin Szaponin glükozidák β-Amirin, digitonin, dioszcin, dioszgenin, glycirrhetin sav1, glycirrhizin (bázis)1, Hedera szaponin, hekogenin, kriptogenin, primulin, Primula szaponin, rockogenin, Solanum glükozida keverék, szmilagenin, szolaszodin, szolaszodin bázis, tigogenin, tomatidin, Trigonella szaponin1, Nem-fehérje típusú L-Abrin (N-metil-L-triptofán), L-α-aminofenil ecetsav, β- aminosavak aminopropionitril fumarát1, L-kanavanin1, β-ciano-L-alanin1, D,L- 2,3-diamino-propionsav1, L-2,4-diamino-butir sav1, L-djenkol sav1, L-3,4-dihidroxi-fenilanalin1, D-3,4-dihidroxi-fenilalanin1, L- homoarginin1, L-homoszerin1, N-(p-hidroxifenil)-glicin1, L-5- hidroxi-triptofán1, D,L-α-metil- glutamin sav1, L-O-metil-tirozin, L-mimozin1, 3-nitropropionsav, D,L-pipekol sav1 Aminok Hordenin1 Indol vegyületek Izatin Pirimidinek Barbital 1Leguminosae-ban bizonyosan előfordul. Több vegyület besorolása nem egyértelmű, pl. a hordenint alkaloidnak is, a tomatint szaponinnak is tekintik.

153

Fogalmak

Ezek a leírások pusztán és csakis azt a célt szolgálják, hogy egyértelművé tegyék az értekezésben használt fogalmakat.

Accession (acc.). A növénynemesitési (szelekciós) tevékenység közben létrehozott vonalak egyike.

Bordói-lé. Rézszulfát oldat és mésztej összeöntésekor képződött kuprihidroxid szuszpenzoid, mely a levegő széndioxidjának hatására vízben alig oldódó bázisos rézkarbonáttá alakul, és a csekély kioldódó Cu2+ ionkoncentráció fejti ki hatását.

Fajtajelölt. A növénynemesítési (szelekciós) tevékenység közben létrehozott vonalak egyike, amely részletes vizsgálatok alapján a fajtaminősítési folyamatban részt vesz, de ezt a státuszt még nem érte el.

Fajta/Kultivár (cv.). A növénynemesítési (szelekciós) tevékenység eredményeként létrehozott homogén génállományú, államilag elismert és termesztésbe vont növénypopuláció.

Guild. Az ökológiai guild a fajoknak egy olyan csoportja, amely ugyanazt a forrást hasonló módon használja. (Root 1973, 101. old.).

Null-modell. „A null model is a pattern-generating model that is based on randomization of ecological data or random sampling from a known or specified distribution. The null model is designed with respect to some ecological or evolutionary process of interest. Certain elements of the data are held constant, and others are allowed to vary stochastically to create new assemblage patterns. The randomization is designed to produce a pattern that would be expected in the absence of a particular ecological mechanism.” (Gotelli & Graves 1996, 3. old.)

154